Menu

Central nuclear d'Isar, Alemanya

Què són els electroimants? Funcionament, ús i exemples

Què són els electroimants? Funcionament, ús i exemples

Un electroimant és un tipus d'imant en el qual el camp magnètic és produït pel flux d'un corrent elèctric. Si el flux de corrent elèctric desapareix també desapareix el camp magnètic i l'efecte que prové de la mateixa.

Què són els electroimants? Funcionament, ús i exemplesHi ha diferents tipus d'electroimants segons la direcció del corrent i la potència desitjada. Entre ells destaquem els de corrent circular, de corrent continu, rectangulars i els d'accionament.

Com funciona un electroimant?

Un electroimant funciona gràcies a la propietat que experimenten tots els conductors elèctrics: quan per un conductor circula un corrent sempre es genera un camp magnètic. 

L'electroimant més simple és un tros de cable metàl·lic enrotllat en forma de bobina. Una bobina amb la forma cilíndrica amb el cable enrotllat en forma d'hèlix (similar a un llevataps en forma de tirabuixó) sol rebre el nom de solenoide; un solenoide tancat seria un toroide. Els extrems del cable estan connectats a una font d'alimentació.

Què són els electroimants? Funcionament, ús i exemplesEs poden produir camps magnètics més forts si dins de la bobina es posa un nucli d'un material paramagnètic o ferromagnètic, habitualment s'utilitza un nucli de ferro dolç. El nucli concentra el camp magnètic de manera que serà més intens que si només hi hagués el atropellament de la bobina.

Un electroimant pot funcionar tant amb corrent altern com amb corrent continu.

Els camps magnètics originats per les bobines segueixen una forma de la regla de la mà dreta. Si els dits de la mà esquerra són corbats en la direcció de l'flux del corrent d' electrons a través de la bobina, el polze apunta en la direcció de la força magnètica.

El costat de l'imam de què sorgeixen les línies de camp és considerat com el Pol Nord.

Qui va inventar l'electroimant?

L'inventor de l'electroimant va ser el físic anglès William Sturgeon , en 1825.

El primer electroimant era una peça de ferro en forma de ferradura envoltada per un bobinat. En aquesta ferradura, quan el corrent passava per la bobina d'l'electroimant es magnetizaba i quan cessava es desmagnetitzar.

Sturgeon va demostrar les propietats magnètiques de l'electroimant aixecant uns 4 kg amb una peça de ferro de menys de 200 grams amb un atropellament pel qual passava el corrent d'una bateria d'una única cel·la.

A més Sturgeon podia regular el seu electroimant variant la intensitat del corrent elèctric.

Exemples d'ús dels electroimants

Aquests elements es poden utilitzar directament o indirectament. En tots dos casos podem trobar els següents exemples:

  • Per desviar partícules carregades elèctricament, com en tubs de raigs catòdics, o acceleradors de partícules.

  • Per aixecar grans masses de ferro. Algunes grues utilitzen potents electroimant industrials per enganxar i aixecar ferralla de ferro.

  • Motors elèctrics. Els motors elèctrics funcionen utilitzant aquesta tecnologia.

  • Generadors elèctrics. Funciona de la mateixa manera que en els motors elèctrics però en sentit invers.

  • Tancament de contactes elèctrics en els relés o operar vàlvules en les electrovàlvules.

  • Activa panys elèctriques

  • Moure el capçal d'un disc dur

  • Frens i embragatges electromagnètics dels automòbils.

  • Per separar magnèticament metalls en centres de reciclatge.

  • Els trens de levitació magnètica usen aquesta tecnologia per surar i reduir enormement les pèrdues per fregament amb la via.

Exemple d'ús en portes automàtiques

Un altre exemple d'ús és en el camp dels panys, on s'utilitza per mantenir una porta tancada, assegurant la seva obertura en cas d'un tall d'energia.

Cap a 1980, el camp magnètic derivat d'un electroimant va començar a utilitzar-se en la construcció i, més precisament, en el camp de les finestres de seguretat.

Una empresa suïssa va començar a produir un electroimant, de molt petita grandària i pes, que alimentat a baixa tensió (12Vdc - 24 Vdc) va desenvolupar un camp magnètic capaç de resistir una força de diversos milers de newtons.

Aquesta aplicació va ser immediatament un gran èxit en el camp de les sortides d'emergència perquè garanteix la seguretat contra robatoris sense necessitat d'utilitzar peces mecàniques però, a el mateix temps, assegurava l'obertura de la porta, sense intervenció humana, en cas de falta de corrent .

L'evolució d'aquest sistema ha portat a el sector de la construcció a utilitzar massivament l'electroimant com a element de tancament elèctric. Avui dia s'utilitza de diverses formes en funció de les dimensions, usos, perfils i tipus de porta.

Quines són les diferències entre un imant i un electroimant?

Les diferències més importants entre un imant permanent i un electroimant són les següents:

  • El camp magnètic d'un electroimant es pot manipular de manera ràpida controlant la quantitat de corrent elèctric. Per contra, cal que hi hagi una aportació continuada d'energia elèctrica per mantenir el camp.

  • La força magnètica de l'electroimant depèn de l'subministrament elèctric. Si el corrent deixa de fluir, l'electroimant perd les seves propietats.

Autor:

Data de publicació: 14 de setembre de 2021
Última revisió: 14 de setembre de 2021