Electricidad y magnetismo se habían investigado como campos distintos de la física, hasta que en 1820 el danés Hans Christian Oersted, descubrió que existía relación entre ambos.

Regla de mano derecha.

     Una corriente eléctrica que viaja a lo largo de un alambre conductor produce un campo magnético concéntrico.

     La dirección de las líneas del campo magnético se establece por convención utilizando la regla de la mano derecha: se toma el alambre con la mano derecha envolviéndolo con los dedos e indicando mediante el pulgar el sentido de la corriente; las puntas de los cuatro dedos restantes muestran el sentido de las líneas del campo magnético.

     Si el alambre por el cual pasa una corriente se enrolla en forma de espiral (solenoide), el efecto del campo en su interior se refuerza y depende del número de vueltas que tenga el solenoide cuando pasa la corriente. El campo producido es parecido al de un imán de barra.

     Éste es el principio en que se basa el electroimán. El campo magnético producido en el interior del solenoide, magnetiza la barra de hierro dulce o núcleo sobre la que está enrollado el alambre y las líneas del campo magnético aumentan. Entre las aplicaciones del electroimán están: timbre, telégrafo, teléfono, televisores, generadores y motores.

Obtención de electricidad del magnetismo

Así como una corriente eléctrica genera un campo magnético, un campo magnético puede generar una corriente eléctrica.

     El físico y químico inglés Michael Faraday demostró (1831) que si se mueve un imán dentro de una bobina (solenoide) de alambre conductor, se obtiene una corriente inducida. El mismo efecto puede observarse si es la bobina la que se mueve manteniendo fijo el imán. Este fenómeno se conoce como inducción electromagnética.

    Si la dirección del movimiento se invierte, también invierte el sentido de la corriente inducida.

     La magnitud de la corriente inducida es proporcional al número de espiras de la bobina, a la intensidad del campo magnético y a la rapidez del movimiento entre imán y bobina.

 

 GENERADOR ELÉCTRICO

Los generadores eléctricos son máquinas generadoras de corriente eléctrica; la cual es inducida mediante el movimiento de una o varias bobinas en un campo magnético. Transforma la energía mecánica en energía eléctrica.Líneas de inducción.

     A continuación se describirá su funcionamiento, considerando una sola espira, con el fin de facilitar la explicación.

Al colocar dos imanes, con sus polos opuestos, uno frente al otro, se obtiene un campo magnético uniforme.

Si una espira de alambre conductor –ubicada en el campo magnético– gira de manera que "corte" las líneas del campo magnético, se originará una corriente eléctrica (corriente inducida).

Representación de una espira en un campo magnético.

  1. La espira al continuar su giro, llegará a una posición donde no corta las líneas de inducción y entonces no se produce corriente. 

Posición de la espira donde no se produce energía.

Después, la espira cortará nuevamente las líneas de inducción, pero como gira ahora hacia arriba, se invierte la dirección de la corriente.

La espira continúa su giro.

  1. Las terminales de la espira se conectan a unos colectores de bronce en un dispositivo llamado conmutador de anillo partido. El conmutador consta de dos mitades de anillos metálicos aislados uno de otro. Mediante este dispositivo, siempre que una parte de la espira baja entra en contacto con la escobilla de la derecha, y cada vez que sube –invirtiendo el flujo–, entra en contacto con la escobilla de la izquierda. 

    Conmutador de anillo partido.

     La corriente pasa a otros colectores llamados escobillas; la corriente que pasa por cada escobilla tiene siempre el mismo sentido; así la corriente fluye de la escobilla de la derecha, pasa por la lámpara y vuelve a entrar en el generador por la escobilla izquierda.

 

 EL MOTOR ELÉCTRICO

Al pasar una corriente eléctrica por el alambre crea un campo magnético a su alrededor, el cual interactúa con el campo producido por el imán, dando como resultado una fuerza magnética que provoca movimiento del alambre.

     Si en lugar de un alambre se coloca una espira por la que circula corriente entre los polos de un imán, se producen dos fuerzas magnéticas de igual magnitud y sentidos opuestos que provocan un movimiento de rotación en la espira.

     Así como el generador convierte energía mecánica en eléctrica. El motor transforma energía eléctrica en mecánica.

     La explicación de cómo funciona un motor se hará considerando sólo una espira del rotor.

     En la figura se observa una espira colocada en un campo magnético. Cuando la corriente eléctrica pasa por la espira que está en contacto con la escobilla izquierda (en el sentido indicado por la flecha), el lado azul queda sujeto a la acción de una fuerza magnética dirigida hacia abajo y el rojo a una fuerza magnética de igual magnitud, dirigida hacia arriba. Así, la espira tiende a girar en el sentido que indica la flecha curva.

Espira de un motor.

     Cuando la espira completa medio giro, la corriente entra por su parte roja –ya que hace contacto con la escobilla izquierda–, por lo que las fuerzas magnéticas actúan en el mismo sentido, manteniéndose la espira en rotación.

 

 

 

 

 

 

contenido: iman campo electromagnetico generador electrico motor electrico