Electroiman En Los Materiales Ferromagneticos

Fuerza sobre los materiales ferromagnéticos



Electroimán
Calcular la fuerza sobre materiales ferromagnéticos es, en general, bastante complejo. Esto se debe a las líneas de campode contorno y a las complejas geometrías. Puede simularse usando análisis de elementos finitos. Sin embargo, es posible estimar la fuerza máxima bajo condiciones específicas. Si elcampo magnético está confinado dentro de un material de alta permeabilidad, como es el caso de ciertas aleaciones de acero, la fuerza máxima viene dada por:

Donde:
F es la fuerza ennewtons;
B es el campo magnético en teslas;
A es el área de las caras de los polos en m²;
es la permeabilidad magnética del espacio libre.
En el caso del espacio libre (aire), , siendola fuerza por unidad de área (presión):
, para B = 1 tesla
, para B = 2 teslas
En un circuito magnético cerrado:

Donde:
N es el número de vueltas del cable en torno alelectroimán;
I es la corriente en amperios;
L es la longitud del circuito magnético.
Sustituyendo, se obtiene:

Por su fuerza se usan para levantar contenedores de más de 25 Toneladas, más elpeso de la carga y vehículos.
Para construir un electroimán fuerte, se prefiere un circuito magnético corto con una gran superficie. La mayoría de los materiales ferromagnéticos sesaturan sobre 1 a 2 teslas. Esto sucede a una intensidad de campo de 787 amperios×vueltas/metro.
Por esta razom, no hay motivos para construir un electroimán con una intensidad de campomayor. Los electroimanes industriales usados para levantar peso se diseñan con las caras de ambos polos en un lado (el inferior). Eso confina las líneas de campo para maximizar el campomagnético. Es como un cilindro dentro de otro. Muchos altavoces usan una geometría parecida, aunque las líneas de campo son radiales al cilindro interior más que perpendiculares a la cara.