Aplicaciones del Campo Magnético

A continuación se presentan descripciones y explicaciones de algunas aplicaciones del concepto de campo magnético. Se discuten aplicaciones como electroimanes, motores eléctricos de corriente alterna y continua, generadores eléctricos, transformadores eléctricos, propagación de ondas electromagnéticas, maglev (levitación magnética) y sistemas de imagen por resonancia magnética.

Electroimanes

Los electroimanes son imanes donde el campo magnético es producido por una corriente eléctrica. Están compuestos por un gran número de vueltas de alambre para crear campos magnéticos fuertes. Los electroimanes pueden ser encendidos y apagados, y son, por lo tanto, medios flexibles para desplazar objetos metálicos pesados de un punto a otro. Los electroimanes tienen muchos usos en la industria.

Motores Eléctricos

A) Principio del motor de corriente continua (DC)
Un motor de corriente continua se basa en la idea de que si un lazo que transporta corriente se sitúa en un campo magnético, fuerzas magnéticas actúan sobre el lazo. El campo magnético es el de un imán permanente estático y se llama estator (de estático). La fuerza que actúa sobre el lazo le da un movimiento de rotación, de ahí el nombre de rotor (de rotación) para el lazo.

motor de corriente continua

B) Principio del motor de corriente alterna (AC)
Un motor de corriente alterna está compuesto por un estator que es un grupo de electroimanes diseñados para producir un campo magnético rotativo cuando se alimenta con corriente alterna. Dentro del estator hay un rotor compuesto por conductores suspendidos. Dado que el campo magnético producido por el estator está rotando, está cambiando (el campo magnético es una cantidad vectorial), lo que, según la ley de Faraday, produce una corriente eléctrica en el rotor. La corriente en el rotor, a su vez, produce un campo magnético que, según la ley de Lenz, se opone al campo magnético que lo produjo, que es el campo magnético en el estator. Por lo tanto, el rotor tiende a intentar eliminar la diferencia entre las velocidades de rotación del campo producido por el estator y la velocidad del rotor, ya que esta diferencia de velocidad da lugar a una fuerza electromotriz inducida en el rotor. Sin embargo, el rotor nunca alcanza el campo rotativo producido por el estator, lo que provoca una rotación sostenida del rotor.

Generadores Eléctricos

Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte energía mecánica en energía eléctrica utilizando el principio de la inducción electromagnética descubierto por Michael Faraday: se crea una diferencia de voltaje entre el extremo de un conductor eléctrico que se mueve en un campo magnético. Esta diferencia de voltaje puede utilizarse para mover cargas eléctricas, generando así una corriente eléctrica.

Transformadores Eléctricos

Vea ¿Cómo funcionan los transformadores eléctricos? en este sitio web.

Propagación de Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son una combinación de campos eléctricos y magnéticos cambiantes que transportan energía electromagnética de un punto a otro. Los campos eléctricos y magnéticos asociados con las ondas electromagnéticas son vectores en planos perpendiculares entre sí. La dirección en la que se propaga la energía electromagnética es perpendicular a los dos planos que contienen los campos eléctricos y magnéticos.

Algunos de los sistemas bien conocidos que utilizan ondas electromagnéticas son: antenas, guías de ondas, emisiones de radio y televisión, radar, satélites, fibras ópticas, etc.

Maglev (Levitación Magnética)

Los sistemas maglev son los trenes más rápidos del mundo y utilizan los principios básicos de atracción y repulsión en el magnetismo. Un tren maglev está suspendido (levitado) sobre una vía sin tocarla para reducir la fricción utilizando repulsión magnética, y es propulsado por un motor de inducción lineal. Por lo tanto, el campo magnético se utiliza tanto para la levitación del tren como para su propulsión.

Imagen por Resonancia Magnética

Un sistema de MRI (Imagen por Resonancia Magnética) en medicina utiliza una combinación de un campo magnético y ondas de radio (electromagnéticas) para generar imágenes de partes del cuerpo humano, como el cerebro, la columna vertebral, las articulaciones, el abdomen, el pecho, el corazón y muchas otras partes del cuerpo. Las imágenes generadas se analizan para determinar si una parte del cuerpo está funcionando normalmente o no.