Elecromagnetismo

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LOS descubrimientos de Ampère y Faraday tuvieron inmediatas aplicaciones prácticas que cambiaron la faz de la civilización moderna.

Usando el descubrimiento de Oersted, de que una corriente eléctrica produce un campo magnético en el espacio alrededor del cable que la conduce, tanto Ampère como Arago lograron magnetizar agujas de hierro. Lo hicieron de la siguiente forma: enrollaron un cablealrededor de la aguja y luego conectaron los extremos de aquél a una batería. Al pasar la corriente por el cable crea un campo magnético en el espacio dentro de la bobina; este campo magnético a su vez magnetiza la aguja. de la misma forma que un imán permanente magnetiza una limadura de hierro.

En 1825 el inglés William Sturgeon (1783-1850) enrolló 18 espiras de alambre conductor alrededor deuna barra de hierro dulce, que dobló para que tuviera la forma de una herradura (Figura 9). Al conectar los extremos del cable a una batería el hierro se magnetizó y pudo levantar un peso que era 20 veces mayor que el propio. Este fue el primer electroimán, es decir, un imán accionado por electricidad.

Figura 9. Primer electroimán construido por Sturgeon en 1825.

Años después, en 1829, elestadounidense Joseph Henry (1797-1878) construyó una versión mejorada del electroimán. Para ello enrolló en una barra de hierro dulce espiras en forma mucho más apretada y en un número mayor; de esta manera logró una mayor intensidad magnética. El electroimán se comporta de forma equivalente a un imán permanente, con la ventaja de que su intensidad se puede controlar, ya sea cambiando la corrienteque se le hace circular o variando el número de espiras de la bobina. Además, al cesar la corriente, cuando se desconecta la batería, desaparece el efecto magnético.

El descubrimiento de Ampère sentó las bases para la invención del primer motor eléctrico. Su funcionamiento es el siguiente. Supóngase que se enrolla una bobina alrededor de un cilindro de hierro (Figura 10) y que ésta se fija en uneje LL, alrededor del cual puede girar. Si metemos la bobina dentro de los polos de un imán permanente, como se muestra en la figura, y se hace pasar una corriente eléctrica por ella, ésta se vuelve un imán que puede girar dentro del imán permanente. Los polos de los imanes ejercen fuerzas entre sí; por consiguiente, la bobina experimenta fuerzas que la hacen girar alrededor del eje LL. Si seconecta adecuadamente el eje, por medio de poleas y bandas, se puede aprovechar el giro de la bobina y realizar trabajo mecánico, como por ejemplo subir cuerpos o moverlos, etc. De esta manera es posible transformar la energía eléctrica que la batería entrega al hacer circular la corriente por la bobina, en energía mecánica para mover algún objeto. Al dispositivo que funciona de esta forma se le llamamotor eléctrico.

Figura 10. Esquema de un motor eléctrico.

El motor eléctrico acabado de describir fue el primero que se construyó y resultó ser muy burdo. En 1837 L. C. Davenport construyó el primer motor eléctrico para uso industrial. Alrededor de 1845 Charles Wheatstone reemplazó el imán permanente del motor por un electroimán, accionado por una batería externa. Así se logró un motor másefectivo. Posteriormente se fueron añadiendo diferentes mejoras, pero el principio básico de su funcionamiento es el descrito.

Por otro lado, en 1832, o sea un año después del anuncio del descubrimiento de Faraday, Hippolyte Pixii en Francia, a sugerencia de Faraday, construyó el primer generador de electricidad. En forma breve, su comportamiento es el siguiente. Tomemos el mismo aparatomostrado en la figura 10 y en lugar de conectar los extremos del cable de la bobina a una batería como en el motor, los conectamos entre sí e intercalamos en el circuito un galvanómetro. Ahora, por medio de una manivela hacemos girar la bobina alrededor del eje LL, con la bobina dentro del imán permanente. De esta manera, el flujo magnético del imán permanente a través del plano de cada espira de la...
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