Rama de la física que estudia las relaciones recíprocas entre el cuerpo y la corriente eléctrica.
IMANESLos imanes son materiales que atraen el hierro, al níquel o al cobalto, y a algunas de sus aleaciones. Tipos: Los hay naturales y artificiales (Temporales y permanentes). Se denomina campo magnético de un imán a la zona en la que se manifiestan las fuerzas de atracción o repulsión de dicho imán sobre los cuerpos.
ELECTROIMANESLas cargas eléctricas en movimiento originan en sus proximidades campos magnéticos.
SOLENOIDEUn Solenoide consiste en una bobina de hilo conductor recubierto de barniz u otro material aislante. Cada vuelta se denomina espira. Cuando la corriente pasa por el conductor, el solenoide se comporta como un imán, atrayendo al hierro, pero deja de hacerlo al cortar la corriente. La intensidad del campo magnético creado depende de la intensidad de corriente eléctrica que atraviesa el conductor y del número de espiras de a bobina. Cuando varía el campo magnético que atraviesa un conductor, se induce una f.e.m. en dicho circuito, que es proporcional a la velocidad con que varía dicho flujo. (Ley de Faraday)
ELECTROIMANESTanto los cuerpos ferromagnéticos como los conductores recorridos por corrientes, que están sumergidos en un campo magnético, quedan sometidos a la acción de fuerzas mecánicas que se denominan fuerzas electromagnéticas ( en realidad, en el caso de cuerpos ferromagnéticos, estas fuerzas son solo de naturaleza magnética).
como caso más interesante, en la práctica, está la fuerza electromagnética de atracción de la armadura de un electroimán. A esta fuerza se la conoce por el nombre de fuerza portante, que aparece, además de en los electroimanes, propiamente dicho, también en las armaduras de los relés y en otros dispositivos de construcción industrial (electrónica, electrotecnia, telecomunicación, etc.).
Supongamos que tenemos presentes varios cuerpos ferromagnéticos como se muestra en la siguiente figura:
CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTROIMÁN
Para la construcción de un electroimán se puede seguir el procedimiento sistematizado, relacionando leyes físicas, teorías matemáticas y desarrollo tecnológico.
ANTECEDENTES
Los antecedentes para comprender: refleción sobre asignatura de Física general en los temas como ser mecánica clásica(Estática de la partícula, Dinámica de la partícula incluyendo trabajo mecánico), electricidad y magnetismo(Electrostática, Magnetismo y Electrodinámica)
MARCO TEÓRICO
En la búsqueda de explicar los fenómenos naturales a través de la historia, fue encontrando elementos fundamentales de la ectrostática; por ejemplo, el griego Tales de Mileto (ac. 630 - 545 ac.), electrificaba temporalmente el ámbar con frotamiento; Coulomb en 1785 publicó con un vocabulario técnico científico un ensayo de delectricidad y magnetismo. Michael Faraday (1791 - 1867) inglés establecido una representación gráfica con líneas que muestran la dirección y sentido del campo eléctrico que produce una carga eléctrica puntual en reposo. El magnetismo se remonta tanto a la cultura china, como a la griega con minerales naturales de la magnetita, que atrae cuerpos férricos y el uso de la brújula. Hasta la segunda década del siglo XIX se consideraba que no existía relación entre la electricidad y el magnetismo. En 1820 el danés Hans Christian Oested observó que, la aguja de una brújula perturbaba su orientación cuando se aproximaba a un alambre conductor por cuyo interior circulaba corriente eléctrica. Posteriormente, el inglés Michael Faraday en 1831 mostró que, al mover rítmicamente una barra de imán permanente en el interior del cilindro hueco que forman las N vueltas de alambre enrollado y conectado en sus extremos a un instrumento de medición (de la corriente eléctrica), en éste se detectó la presencia de una corriente eléctrica. El frances Jean - Beptiste Biot (1774 - 1862) y Félix Sarvat (1791 - 1841), experimentalmente identificaron y cuantificaron el campo magnético B, en el espacio libre que circunda a un conductor por el que circula una corriente eléctrica, muy semejante éste al del campomagnético que rodea a un imán permanente.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El medio (aire, vacío, material...) que rodea a un conductor por el que se mueven cargas eléctricas, así como en algunos de los materiales que están en contacto directo con el conductor, adquieren características magnéticas temporales cuya magnitud depende de su permeabilidad magnética $ (\mu)$. Generalmente, el medio circundante de alrededor de un conductor eléctrico es el espacio libre o vacío, en este medio el valor de la constante de permeabilidad magnética es $\mu_0 = 4\pi 10^{-7}$ tesla metro/amper $(\frac{T*m}{A})$. Cuando el (material) hierro dulce está en la proximidad del medio circundante de un conductor, aquel se magnetiza temporalmente y su permeabilidad relativa $(\mu_r)$ es del orden de 4000, entonces, la permeabilidad magnética del material altamente enriquecido con hierro es: $\mu=\mu_r*\mu_0=4000*4\pi*10^{-7}=5.0265*10^{-3}\frac{T*m}{A}$. Con la ley de Biot-Savart se caracteriza la densidad del campo magnético vectorial (B) que se propicia en el medio (con su correspondiente constante de permeabilidad magnética) que circunda a un conductor por el que se mueve una carga eléctrica (I). La caracterización de B para cualquier punto del medio que se identifica con la letra p, se inicia considerando que un elemento diferencial de carga se mueve en la dirección "ds" del conductor, y aquel se relaciona con el punto p, mediante un vector de posición ($r_{dsp}$) que va del elemento "ds" hasta el punto p, si el medio es el vacio, a éste le corresponde la constante de permeabilidad magnética $\mu_0$ y la ley de Biot-Savart matemáticamente se expresa con la diferencial de la densidad del campo magnético vactorial "dB" con el siguiente producto cruz vectorial. $$dB={\frac{\mu_0*I}{4*\pi(r_{dsP})^3}ds*x*r_{dsP}}$$ Para identificar tanto los elementos físicos como geométricos, y aplicar la ley de Biot-Savart: Primeramente, con la intención de conceptualizar la ley de Biot-Savart, se analizará un conductor delgado de longitud casi "infinita" que está en el espacio libre representado con un $\mu_0$, por el que circula una corriente I. Por ejemplo si el conductor pende, desde una altura infinita hasta llegar al suelo, "tensado en sus dos extremos" figura1, además se supondrá que existe un flujo de carga eléctrica que inicia en el suela y va hacia arriba, con estos elementos será posible prefigurar la ubicación del producto cruz vectorial, en ésta se afirma que: el vector dB a través de interpretar
