¿Qué es un electroimán en física y cuáles son sus aplicaciones en la vida diaria?

Desde que la electricidad se descubrió hace poco más de un siglo, los inventos y los avances no han parado de crecer dando paso a un sinfín de aplicaciones. Hoy en día tenemos muchísimos dispositivos que funcionan con este tipo de energía y que, por lo general, solemos desconocer su funcionamiento. Desde algo tan complejo como una fuente de alimentación industrial, hasta el simple funcionamiento de una batería.

Pero ¿Qué hay de los electroimanes? Aunque no lo creas, las funcionalidades, y usos que estos dispositivos tienen son numerosos. Hoy te hablaremos de los aspectos más importantes que posee un electroimán. Conocerás tanto sus características más destacables, hasta la relación que existe entre un imán y el campo magnético, entre muchos otros puntos que veremos a continuación.

Definición de electroimán

Se trata de un tipo de imán en específico el cual genera un campo magnético en función de la cantidad de corriente eléctrica que circula a través del mismo. Es decir, dependiendo de la cantidad de energía eléctrica que se haga fluir a través del imán, este generará más o menos un campo magnético. Claro, también influyen aspectos como la pureza del material, su tamaño, conductividad, entre otros más.

Este simple hecho nos permite poder controlar el comportamiento del electroimán. De tal manera, que puedes obtener un gran campo magnético o algo mucho más preciso y concentrado. Sin embargo, esto no es aplicable para todas las situaciones, puesto que, en ocasiones, es necesario contar con un campo magnético estable y constante, por lo que un imán permanente es lo más idóneo.

Es importante mencionar que, al momento de dejar de suministrar energía eléctrica, el campo magnético desaparece. Es decir, que una depende de la otra para poder producirse. Por otro lado, los campos magnéticos no siempre son los mismos, pese a que se utiliza energía eléctrica para generarlos. Por lo tanto, hay electroimanes que funcionan con corriente circular, con corriente continua, con ondas rectangulares, entre otros más.

¿Cuál es la utilidad de un electroimán?

La principal utilidad que se le puede dar a estos dispositivos, es la de proporcionar un campo magnético variable en función de la cantidad de corriente eléctrica que se le suministre. Claro, para esto, se hace imprescindible que la persona sepa cómo funciona un electroimán, puesto que, a partir de allí, las aplicaciones pueden variar de escala. Su utilidad puede ser algo tan sencillo como el de hacer un experimento físico en un laboratorio, hasta emplear los principios científicos para conducir un tren de tamaño real.

Ahora bien, esta es tan solo una de sus muchas funcionalidades. Por ejemplo, se puede utilizar un electroimán para conocer cuáles son las propiedades magnéticas de un material o elemento. La ventaja que nos proporciona es tal, que este mismo principio puede ser aplicado para materiales a nivel micro o nano. De esta manera, es posible hacer estudios de magnetismo sobre partículas específicas o materiales más grandes.

En el aspecto tecnológico y de comunicaciones, este tipo de imanes se hacen necesarios, puesto que permiten un excelente flujo magnético. A pesar de no ser constantes en todas las direcciones, en donde se emplean sí que mantienen cierto grado de estabilidad y constancia. Todo esto teniendo en cuenta el flujo de corriente o energía eléctrica.

¿Cómo es un electroimán para conducir un tren?

Ahora que tienes claro que es un electroimán, es momento de pasar a algo más complejo en cuanto a sus diferentes aplicaciones. Sucede que ciertos sistemas de trenes en el mundo utilizan el principio del electroimán para poder transportar un vehículo de tales proporciones. Lo que está presente en este sistema de transporte es algo que se conoce como principio de levitación magnética.

Para poder conducir un tren de estos, es necesario que existan dos imanes con polaridades distintas. Es decir, que hay dos electroimanes con tal nivel de potencia, que por repulsión y atracción pueden generar movimiento en un vehículo de tal envergadura. Por una parte, existe la repulsión, el cual se encarga de levantar el tren unos pocos centímetros. Sin embargo, también hay una atracción constante que hace que el mismo se mueva. Ahora bien, en cuanto a la forma, esta tiene que tener una forma rectangular alargada a fin de utilizarlo como vía o camino del tren. Por lo que no es muy ancha, pero si cuenta con una gran longitud.

¿Cómo funciona un electroimán?

Al igual que muchos conductores eléctricos, un electroimán funciona bajo el mismo principio. Es decir, que es un elemento que, al hacerle circular una corriente eléctrica a través de este, se genera un campo magnético proporcional a la intensidad o cantidad de energía. Este no tiene que ser exactamente como el imán que todos conocemos. Este puede ser un simple cable metálico, con la diferencia que tendrá una especie de embobinado, tal como si se tratara de un inductor.

Puedes hacer algo casero y obtener un electroimán, sin embargo, tiene que ser con materiales específicos para conseguir los efectos buscados. Es decir, que es posible conseguir una mayor intensidad del campo magnético si decides utilizar un núcleo ferromagnético o paramagnético. Esto hará que el campo generado sea más intenso y de cierta manera, más eficiente.

¿Qué diferencia hay entre un electroimán y un imán?

Conociendo la definición y el concepto tras un electroimán, resulta un poco más fácil definir la diferencia entre este y un imán común. La principal diferencia, es que un imán es un material que cuenta con cierto grado de magnetismo. Es decir, que no requiere de hacer circular una corriente eléctrica para obtener esa propiedad magnética. Por otro lado, un electroimán es un material conductor de la electricidad que por sí solo, no tiene la capacidad de generar un campo magnético.

Con esto tratamos de decir que las diferencias más notables se reducen a los siguientes puntos:

• Los imanes son materiales que poseen magnetismo natural.
• Los electroimanes dependen de la corriente eléctrica.
• Un electroimán puede tener mayor capacidad para generar campos magnéticos, ya que son variables y se puede modificar este parámetro o magnitud.
• Los imanes mantienen sus propiedades de forma permanente, mientras que un electroimán es solo temporal.
• Los imanes tienen la capacidad de perder su magnetismo únicamente cuando se les somete a altas temperaturas.
• El costo de producción de un electroimán es rentable y económico. Es por esta razón que se le atribuyen aplicaciones sencillas, a menos que se produzca a gran escala al punto de hacer levitar y desplazar un tren.
• Es posible controlar el campo magnético de un electroimán manipulando el flujo de la electricidad que corre a través del material.
• La polaridad de los electroimanes es variable, ya que la misma depende de la dirección en la que se hace fluir la corriente eléctrica. Por otro lado, un imán permanente ya tiene el magnetismo definido y no es posible cambiarlo.

¿Cuáles son los tipos de electroimán que existen?

Todos los electroimanes tienen la misma naturaleza, es decir, que no se pueden encontrar de forma natural en el mundo, por lo que es una fabricación artificial del hombre. Es gracias a este simple detalle, que, hasta la fecha, se han desarrollado tres tipos de electroimanes:

1. Los que están hechos con materiales ferromagnéticos.
2. Aquellos que funcionan con diamagnetismo.
3. Los que operan bajo el principio del paramagnetismo.

Por lo general, estos tipos de imanes suelen utilizar metales como hierro o acero para generar un campo magnético. Sin embargo, esto no se limita a estas dos únicas opciones, puesto que se puede conseguir efectos más o menos potentes en función de la conductividad del material a utilizar.

¿Cuáles son las características de un electroimán?

Para comprender bien cómo funciona un electroimán, es importante saber las características de estos materiales. Como ya se ha dicho, su principal característica es que cuentan con la capacidad de generar un campo magnético. La potencia o el alcance que este tiene dependerá principalmente de la cantidad de energía eléctrica que se hace circular a través de estos.

Otra de las características, es que no siempre cuentan con la misma orientación o dirección. Es decir, que, si haces circular corriente de una forma, estás polarizando el material de una manera, pero si haces un cambio de polarización, el campo magnético también se verá afectado. Así pues, se puede controlar la influencia del electroimán sobre materiales metálicos. Algunos ejemplos que te podemos dar, son los discos duros de los ordenadores, que basan su funcionamiento bajo el principio del electromagnetismo en física.

Si quieres algunos ejemplos más claros de las aplicaciones de los electroimanes, podemos darte los siguientes:

• Son útiles para levantar grandes cantidades de material metálico y tener un mejor control. Usado principalmente en el campo industrial.
• Los motores eléctricos son un claro ejemplo de su uso.
• Los generadores eléctricos también cuentan con un sistema a base de electroimanes.

¿Cuál es la relación entre un electroimán y un campo magnético?

La electricidad, un material conductor y una bobina permiten obtener una relación proporcional con el magnético. Es decir, que el magnetismo solo tiene acto de presencia cuando se hace fluir electrones por un material conductor en forma de solenoide. Imagina que tienes un lápiz (hierro) y le enrollas un alambre de cobre. A esto se le llama solenoide y cuando le induces corriente eléctrica por uno de sus lados, el recorrido a través del mismo genera un campo magnético. Es decir, que tienes una corriente de entrada, una de salida y un resultado que se traduce a la atracción de materiales metálicos.

Cuando cortas el suministro de energía, estás cortando la actividad de los átomos y el núcleo atómico de los elementos del material vuelve a su estado natural. Es por ello que deja de haber un campo magnético alrededor del material. De esta manera es como se hace para generar magnetismo de forma casera.

¿De qué tamaño es un electroimán?

En cuanto al tamaño de un electroimán, dependerá de las aplicaciones que se tienen pensadas. Por ejemplo, si buscamos obtener un dispositivo electrónico para el almacenamiento de datos (discos duros mecánicos), el electroimán perfectamente puede caber en la palma de la mano de un adulto. Ahora bien, si aumentamos la escala, el tamaño puede ser tan grande que puede ser capaz de levantar toneladas de material metálico, como son los imanes en las chatarreras industriales.

Y si quieres llevarlo un poco más allá, tienes el claro ejemplo de los trenes que funcionan con electroimanes. Sin embargo, estos no se caracterizan por su tamaño, sino más bien por su longitud.