Energía Magnética

Actualizado septiembre 11, 2019

Buen día lectores, en esta ocasión queremos ofrecerles un completo informe acerca de la energía magnética, su funcionamiento, los tipos y por ultimo un ejemplo practico completo para que puedas comprenderlo a la perfección. Una vez que termines de estudiarlo, te pedimos por favor que lo compartas en tus redes sociales favoritas para que todos tus amigos y conocidos puedan leerlo e informarse al igual que usted.

¿Qué es la Energía Magnética?

Un magnético es una pieza de metal que tiene la capacidad de atraer hierro, níquel, cobalto u otros tipos específicos de metal. Cada imán contiene dos regiones distintas, una conocida como el polo norte y otra, el polo sur. Al igual que con las cargas eléctricas, los polos diferentes se atraen entre sí y los polos similares se repelen entre sí.

Un estudio de los magneto permite la introducción de un nuevo concepto en energía, el concepto de un campo. Un campo de energía es una región en el espacio en la que se puede experimentar una fuerza magnética, eléctrica o de otro tipo. Por ejemplo, imagine que una pieza de hierro se coloca a una distancia de 2 pulg. (5 cm) de una barra magnética. Si el imán es lo suficientemente fuerte, puede jalar la plancha con la fuerza suficiente para hacer que se mueva. Se dice que la pieza de hierro está dentro del campo magnético de la barra magnética.

El concepto de campo de energía fue, al mismo tiempo, muy difícil de entender y aceptar para los científicos. ¿Cómo podría un objeto ejercer una fuerza sobre otro objeto si los dos no estaban en contacto entre sí? Con el tiempo, quedó claro que las fuerzas pueden operar a distancia una de otra. Las cargas eléctricas y los polos magnéticos parecen ejercer sus fuerzas a lo largo de un campo a lo largo de vías conocidas como líneas de fuerza.

Descubrimiento de la Energía Magnética

Uno de los grandes descubrimientos en la historia de la física fue realizado por el físico inglés James Clerk Maxwell (1831-1879) a fines del siglo XIX. Maxwell descubrió que las dos formas principales de energía conocidas como electricidad y magnetismo no son realmente diferentes entre sí, sino que están estrechamente asociadas entre sí. Es decir, cada corriente eléctrica tiene asociado un campo magnético y cada campo magnético cambiante crea su propia corriente eléctrica.

Como resultado del trabajo de Maxwell, a menudo es más correcto hablar de energía electromagnética, una forma de energía que tiene componentes eléctricos y magnéticos. Los científicos ahora saben que varios tipos de energía aparentemente diferentes son en realidad formas de energía electromagnética. Estos incluyen rayos X, rayos gamma, luz ultravioleta, luz visible, radiación infrarroja, ondas de radio y microondas. Estas formas de energía electromagnética difieren entre sí en términos de la longitud de onda y la frecuencia de la onda de energía en la que viajan. Las ondas asociadas con los rayos X, por ejemplo, tienen longitudes de onda muy cortas y frecuencias muy altas, mientras que las ondas asociadas con las microondas tienen longitudes de onda mucho más largas y frecuencias mucho más bajas.

Tipos de magnetismo

Hay 3 tipos de magnetismo:

• Los imanes permanentes, típicamente llamados ferromagnéticos, son materiales que no pierden fácilmente su magnetismo una vez que se magnetizan. Los materiales pueden magnetizarse al entrar en contacto con un campo magnético externo. Este proceso puede acelerarse primero calentando y luego enfriando el material. Dichos materiales también se conocen como imanes duros. Los imanes permanentes se utilizan a menudo en aerogeneradores.

• Los imanes temporales se magnetizan muy fácilmente (por un campo externo), pero tienden a perder su magnetismo gradualmente con el tiempo. Estos imanes también se conocen como imanes blandos.
• Los electroimanes son imanes muy fuertes, utilizados en dispositivos como computadoras, televisores y motores. Se hacen colocando un núcleo de metal dentro de una bobina de cable que lleva una corriente eléctrica. La electricidad que pasa por el cable produce un campo magnético. Mientras la corriente eléctrica fluye, el núcleo actúa como un imán fuerte. Los electroimanes se utilizan en muchos generadores y centrales eléctricas.

Ejemplo de la energía magnética

La forma más simple de energía magnética es la linterna de Faraday, que todos hemos visto. Sacude la linterna de un lado a otro y la acción crea energía para alimentar la bombilla. El principio es bastante simple. Un imán pasa de un lado a otro a través de una bobina de cable y crea una corriente eléctrica que luego se almacena en un condensador. Cuando se enciende la linterna, el condensador suministra la energía almacenada a la bombilla de manera muy similar a una luz que funciona con una batería.

Hay básicamente cinco partes de este sistema. El imán es lo que genera la energía a medida que pasa a través de la bobina de alambre. Cuanto más fuerte es el imán, más energía se genera con cada movimiento. El tamaño de la bobina de alambre (el número de devanados) también determinará cuánta potencia se genera en cada paso del imán. El condensador almacena la energía que se genera al agitar la linterna. Cuanto mayor sea la calidad y más grande sea el capacitor, más larga será la salida de luz. Luego hay una bombilla LED que ha reducido el consumo de energía y la durabilidad. Finalmente, está el interruptor de encendido / apagado.

La pregunta es «¿Se puede crear una máquina de movimiento perpetuo utilizando un proceso similar?» Una máquina de movimiento perpetuo en un sistema cerrado rompe la primera ley de la termodinámica. Las máquinas que producen trabajo y energía sin el aporte de energía van en contra de la ley de conservación de la energía. De acuerdo con las leyes de la termodinámica, la energía no se puede crear o destruir simplemente. Por lo tanto, un verdadero motor de movimiento perpetuo nunca puede ser viable, pero se podría construir un reemplazo cercano. Si bien la energía necesita inicializar el breve comienzo de una máquina de movimiento perpetuo, algo simple, como una manivela, podría ser el catalizador en un dispositivo que produce suficiente energía para sostenerse y proporcionar energía adicional.

Este tipo de motor utiliza un diseño de imán permanente, donde los rotores sostienen imanes permanentes dispuestos alrededor del eje. Estos imanes deben sincronizarse con los imanes del estator; y para crear buen poder, se necesitan tierras raras. Sin un suministro razonable de material de imán permanente, los imanes permanentes no serían muy permanentes. El problema con esto es que la mayoría de los materiales de tierras raras necesarios para hacer imanes confiables de larga vida provienen de China.

A continuación se muestra un ejemplo de un motor magnético permanente y un motor de inducción de campo electromagnético.

Con un motor de inducción de campo electromagnético, se desarrolla un campo magnético giratorio alrededor del estator que gira a velocidad síncrona (que se produce al mismo tiempo). Este campo magnético giratorio pasa a través del espacio de aire y corta los conductores del rotor que estaban estacionarios. Debido a la velocidad relativa entre los conductores del rotor estacionario y el campo magnético giratorio, se induce un campo electromagnético en los conductores del rotor. A medida que los conductores del rotor están en cortocircuito, la corriente comienza a fluir a través de él. Y a medida que estos conductores de rotor portadores de corriente se colocan en el campo magnético producido por el estator, experimentan una fuerza mecánica, que mueve el rotor en la misma dirección que la del campo magnético giratorio.

Un motor de imán permanente es un tipo de motor eléctrico. Básicamente, todos los tipos de motores funcionan cuando tienen un bastidor de estator y un rotor. Muchos motores eléctricos utilizan un electroimán para el rotor. En un motor de imán permanente, el rotor contiene un imán permanente en lugar de un electroimán.

Un motor de imán permanente es capaz de generar un par mayor en comparación con un motor de inducción. Además, un motor de imán permanente se puede usar para la producción de energía en lugar del movimiento mecánico, especialmente en un dispositivo de energía eólica.

Los imanes que se encuentran en un motor de imán permanente están hechos principalmente de neodimio y, por lo tanto, son imanes permanentes extremadamente potentes y duraderos. Para generar electricidad, el viento enciende la turbina, que luego enciende los imanes del generador y genera una corriente eléctrica. Como resultado, se pierde mucha menos energía en la transformación de la forma cinética de la energía eólica a la corriente eléctrica.