EL CIRCUITO MAGNÉTICO: CLASIFICACIÓN DE LOS IMANES Y SU PROCESO DE IMANTACIÓN

Flujo magnético

Dentro del magnetismo y sus conceptos, en esta entrada vamos a explicar que es la reluctancia magnética y el circuito magnético. Veremos los diferentes tipos de imanes que existen, como se produce el proceso de imantación y lo que hay que hacer `para desmagnetizar un imán. ¡Empezamos con el tema!.

Reluctancia magnética

Reluctancia magnética

Es el efecto contrario a la permeabilidad magnética, o sea la oposición o dificultad que ofrece una sustancia al paso de las lineas de fuerza. Dicho así, si un material deja pasar con mucha facilidad estas lineas se dice que tiene poca reluctancia o mucha permeabilidad. Es cierto, que las lineas de flujo atraviesan cualquier material, pero no todos las dejan pasar con la misma facilidad; esto es similar a la corriente de electrones que circulan por un conductor; en realidad el conductor perfecto no existe, siempre existirá una pequeña resistencia que impedirá, aunque levemente, el paso de los electrones. Por ejemplo el hierro dulce tiene poca reluctancia y el aire tiene mayor reluctancia.



El circuito magnético

Como hemos analizado en nuestra publicación anterior sobre los imanes y su campo magnético, las lineas de fuerza magnética no terminan en los polos del imán, sino que son continuas y cerradas, como la corriente eléctrica a través de un conductor o un circuito eléctrico. Así, el circuito magnético es en muchos aspectos, similar al circuito eléctrico.

Circuitos magnéticos

Pasamos a analizar las semejanzas entre ambos circuitos. Para producir una corriente eléctrica se requiere de una fuerza electromotriz. Así mismo, para producir un flujo magnético, se necesita una fuerza llamada magnetomotriz. En el circuito eléctrico, para una cantidad dada de fuerza electromotriz, la cantidad de corriente depende de la resistencia del circuito. Igualmente, en un circuito magnético, para una cantidad dada de fuerza magnetomotriz, la densidad de flujo depende de la oposición de la sustancia que atraviesa, o sea, de la reluctancia del material.

Hay dos diferencias entre los circuitos eléctricos y magnéticos. La primera es: en el circuito eléctrico la resistencia tiene un valor constante y se puede determinar midiendo el voltaje y la corriente. En cambio en el circuito magnético la reluctancia no es constante y depende de la intensidad de flujo. La segunda diferencia es: en los circuitos eléctricos, la corriente circula de un punto a otro, mientras que en los circuitos magnéticos no hay circulación de flujo, sino que éste queda indicado solamente por la intensidad y dirección de las lineas de fuerza.

Clasificación de los imanes

Los imanes se clasifican en :

1. Imanes naturales: derivados de la magnetita, un mineral de hierro con propiedades magnéticas.
2. Imanes artificiales: hechos por el Hombre. Se pueden construir con aleaciones metálicas muy variadas siendo la de más uso el Alnico 5, una aleación de hierro, cobalto, níquel, aluminio y cobre. Son de gran utilidad en las industrias eléctrica y electrónica. Se usan en pequeños motores de corriente continua conocidos como motores de imán permanente, generadores de corriente continua, aparatos de medida, altavoces o parlantes, bocinas, micrófonos dinámicos, pastillas para tocadiscos, etc. También se emplean en aplicaciones industriales.
3. Imanes temporales: se imantan fácil e intensamente, pero pierden su fuerza magnética cuando se suprime la corriente magnetizante. El primer material usado para imanes temporales fue el hierro puro, el cual se calienta y luego se ablanda con un enfriamiento lento. Hoy en día el material más empleado es el hierro con silicio, una aleación que se usa en los núcleos de los transformadores, motores eléctricos, generadores eléctricos y otros equipos.

Procesos de imantación

Normalmente, en un trozo de hierro sus átomos son imanes muy pequeños agrupados sin ningún orden, con los polos norte y sur orientados en todos los sentidos. Esto hace que sus fuerzas magnéticas se neutralicen y por tanto el trozo de hierro carezca de magnetismo. Cuando este material se somete al frotamiento con un imán o a la acción de una corriente eléctrica, es decir a un proceso de imantación, las moléculas de este material se acomodan de tal manera que los lados de los átomos del polo norte se ordenan en la misma dirección, e igualmente los del polo sur. Para hacerlo, se debe aplicar una fuerza magnética. Tal fuerza deberá actuar en contra del campo magnético de cada molécula, obligándolas de esta manera a orientarse ordenadamente. Esto puede hacerse de dos maneras:

1. Por frotamiento o contacto directo con otro imán: cuando un imán se frota sobre la superficie de una pieza de hierro no magnetizado, el campo magnético del imán alinea las moléculas del hierro y lo magnetiza. La pieza de hierro se frota siempre en el mismo sentido ( sin regresar ) y con el mismo polo.
2. Por acción de la corriente eléctrica: se envuelve un alambre de cobre aislado (bobina) sobre un trozo de hierro o acero. Los terminales del alambre se conectan a una fuente de corriente continua, por ejemplo una batería. La corriente eléctrica produce un campo magnético, el cual magnetiza al hierro. Este tema lo trataremos más adelante en otro post.

La corriente eléctrica, al circular en un mismo sentido, ordenará todas las moléculas del material de modo que éste quedará magnetizado. Cuando se retira la bobina, gracias a la aleación del material, sus moléculas se quedan orientadas y así tenemos un imán artificial permanente. El proceso de imantación se puede ir perdiendo con el tiempo. En electrónica se emplean algunas herramientas magnetizadas en sus extremos para hacer algunos trabajos, por ejemplo: desatornilladores con la punta imantada, pinzas pequeñas, etc.

Herramienta magnetizadora y desmagnetizadora

Como desmagnetizar un imán

Para desmagnetizar un imán, las moléculas deben modificarse magnéticamente de nuevo, de tal forma que sus campos magnéticos se opongan uno con otro y se anulen. Si el imán es fuertemente golpeado o calentado, las moléculas vibrarán lo suficiente como para volverse a dispersar desordenadamente. Si un imán se coloca rápidamente en un campo magnético inverso, las moléculas del material se desordenarán tratando de seguir al campo aplicado. Un campo magnético inverso rápido se puede obtener por medio de una corriente alterna que se aplica a los extremos del imán instantáneamente. 

Escrito por Archie Tecnology

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