Cuando un conductor de
electricidad es recorrido por una corriente eléctrica, alrededor del mismo se
genera un campo magnético similar al campo magnético terrestre.
El campo magnético es por supuesto invisible a los
sentidos de un ser humano y no tienen manifestaciones evidentes de su
existencia como el campo eléctrico. En efecto, si nosotros tomamos nuestras
bolitas metálicas y les aplicamos una tensión creciente llegará el momento en que
se producirá un arco eléctrico con manifestaciones luminosas y acústicas muy
evidentes.
Se podría decir que no es en realidad una
manifestación del campo eléctrico lo que estamos percibiendo sino justamente su
ruptura cuando los electrones tienen suficiente energía como para saltar el
espacio aislante entre las esferas. Pero lo cierto es que se produce un arco en
el lugar donde se estaba desarrollando el campo eléctrico.
Se puede tomar un conductor hacerle
pasar una corriente creciente por el y no se va a producir ninguna
manifestación evidente del campo magnético aunque la corriente llegue a valores
muy grandes.
Si queremos estar seguro de que se produce un campo
magnético debemos hacerlo utilizando algún dispositivo sensible al campo
magnético y por ahora el único que conocemos es la famosa brújula.
Así que vamos a relatar como realizar un trabajo práctico muy interesante
utilizando una brújula y la red de energía eléctrica domiciliaria.
Trabajo práctico sobre
electromagnetismo
Vamos a necesitar:
- Una brújula.
- Un
artefacto eléctrico de elevado consumo como por ejemplo una estufa o una
plancha.
Como primera medida se debe construir una exención para la red domiciliaria; con un 1 metro de longitud construido con
cable de 1,5 a 3 mm2 de sección es suficiente. La única característica especial
de este cable es que debe tener sus conductores no paralelos (deben ser
conductores simples y no formando un par o abrir el par cortado el aislante
plástico que los une).
Imaginemos que usa una estufa eléctrica. Coloque la
brújula sobre la mesa y oriéntela con la punta roja hacia el norte. Acerque uno
de los cables del par del prolongador a la brújula. Conecte la estufa y
observará una fuerte oscilación de la aguja indicando que el campo magnético
terrestre sufrió una grave variación.
Por ultimo tome el conductor y enrosque sobre si mismo generando un espiral de unos 10 cm y unas 10 vueltas.
Ahora realice la misma experiencia orientando el espiral en diferentes posiciones.
Observe que el efecto se multiplica es decir que el campo magnético generado se
refuerza con cada espira. Lo que acabamos de construir es un inductor
o bobina elemental con núcleo de aire.
En la imagen se puede observar un conductor
eléctrico y la forma del campo magnético que se genera a su alrededor.
Cuando este conductor se enrolla sobre si mismo el
campo magnético de una espira se refuerza con el campo magnético de la espira
anexada y así sucesivamente hasta lograr un campo magnético reforzado.
El inductor en corriente continua
(CC)
Antes de analizar al inductor recordemos las
características de un capacitor.
- Si carga a un capacitor y lo aísla de toda carga el capacitor quedará
cargado permanentemente; es decir que el capacitor es un componente que
retiene la carga.
- Si
se conecta un capacitor a una fuente de tensión sabemos que la tensión
sobre el capacitor variará suavemente de modo que debe transcurrir un
tiempo hasta que el capacitor se cargue. Esto significa que un capacitor
se opone a los cambios de tensión, si esta descargado quiere seguir
estándolo y recién después de tener aplicada una corriente aumenta la
tensión sobre el dependiendo de la capacidad del capacitor.
- Si pretende cargar un capacitor rápidamente conectándolo sobre una
batería, el capacitor protesta generando una chispa de corriente (rojiza)
que inclusive puede arrastrar material de los alambres de conexión.
El inductor tiene características absolutamente
inversas. Si lo conecta directamente a una fuente no se producen chispas
porque la corriente aumenta lentamente, dependiendo de la inductancia del
inductor.
Se puede decir, que un inductor se opone a los
cambios de la corriente que circula por él generando una tensión inversa a la
de la fuente.
Esta tensión tiene inclusive un nombre: se llama
fuerza contra electromotriz.
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