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Lección Fundamentos y ley de Ohm · Estática y magnetismo

Electroimanes y dispositivos

Un electroimán es una bobina con corriente: el campo aparece al energizar y desaparece (casi) al cortar. Su fuerza escala con los amperio-vueltas (corriente × número de espiras) y mejora con núcleo de hierro. Con polaridad y reglas de mano se predicen polos. Relés, solenoides, campanas y contactores viven de este principio.

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Qué estamos tratando de entender

El imán permanente “siempre está”. El electroimán es controlable: interruptores, fuerza variable, polaridad reversible. Es el paso del magnetismo pasivo a los dispositivos del tablero.

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Bobina + corriente = campo

Al circula corriente por un conductor hay campo alrededor del hilo. Enrollas el hilo en bobina (solenoide) y los campos se suman a lo largo del eje: aparece un imán con N y S mientras hay corriente.

Agrega un núcleo de hierro: el núcleo ofrece camino fácil a las líneas de fuerza y multiplica el efecto práctico del campo.

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Amperio-vueltas: la medida de “fuerza magnética” de la bobina

La fuerza magnetomotriz en el sistema práctico se relaciona con:

Amperio-vueltas = I × N

  • Más corriente ? más campo.
  • Más vueltas ? más campo.
  • 2 A × 500 vueltas = 1000 amperio-vueltas; igual que 1 A × 1000 vueltas (en esta aproximación).

Para el técnico: si un solenoide “no jala”, pregunta: ¿hay corriente real en la bobina? ¿bobina abierta? ¿voltaje bajo? ¿núcleo/mecánica agarrotada?

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Polaridad del electroimán

Invierte el sentido de la corriente y se invierten los polos. Hay reglas de mano izquierda/derecha según el convenio de flujo que uses (electrónico vs convencional). Lo importante en campo:

  • Polaridad importa en dispositivos DC.
  • En AC el campo “tiembla”/alterna; muchos dispositivos AC están diseñados para eso.
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Medición y vocabulario (mapa)

Verás términos como:

  • Flujo magnético.
  • Densidad de flujo.
  • Fuerza magnetomotriz (mmf) — relacionada con amperio-vueltas / gilberts según sistema.
  • Magnetismo residual — campo que “queda” tras cortar corriente (importante en núcleos).

No memorices tablas SI/inglés el primer día; reconoce que el magnetismo se cuantifica, no solo se “siente”.

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Desmagnetizar

Golpes, calor excesivo o campos AC controlados pueden desordenar dominios. A veces quieres desmagnetizar herramientas o núcleos; a veces el residual es un problema (contacto que “pega”).

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Dispositivos magnéticos del día a día

  1. Solenoide / bobina de válvula: el campo mueve un émbolo.
  2. Relé / contactor: pequeño control magnetiza bobina y cierra/abre contactos de potencia.
  3. Timbre / campana: interrupción cíclica hace vibrar la armadura.
  4. Motor / generador (preview): campos rotativos e inducción — cursos posteriores.
  5. Transformador (preview): campos variables en núcleos — más adelante.

En todos: bobina, corriente, campo, movimiento o acoplamiento magnético.

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Mentalidad de técnico

  1. Electroimán = campo a demanda.
  2. Amperio-vueltas = I × N.
  3. Núcleo de hierro refuerza.
  4. Sin corriente en bobina ? no hay jale (salvo residual).
  5. Relé/solenoide/contactor = magnetismo aplicado.
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Bobina abierta vs mecánica trabada

Síntoma: “no jala”.

PruebaSi ves estoSignifica
Ohmios de bobinaInfinito / abiertoBobina cortada
Ohmios de bobinaMuy bajo vs nominalPosible cortocircuito interno
Voltaje en bobina0 VProblema de control / cable
Voltaje OK, A bajaCableo/caídaPoco amperio-vuelta
Eléctrico OKÉmbolo sucio/oxidadoFalla mecánica

Separar estas ramas te ahorra cambiar bobinas buenas.

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Caso de campo

Situación. Un contactor “humedece” y no cierra del todo. La bobina está caliente. Mides voltaje bajo en la bobina bajo intento de arranque; el cable de control es largo y fino. El núcleo está sucio.

Cómo pensarlo con esta lección.

  • Menos corriente real ? menos amperio-vueltas ? menos fuerza.
  • Suciedad/mecánica aumenta la fuerza necesaria.
  • Bobina caliente: I²R en bobina + posible sobrecorriente por no cerrar (en diseños donde la corriente de bobina cae al sellar).

Conclusión de aprendizaje: diagnostica eléctrico (I, E) y mecánico (núcleo, entrehierro) juntos.

En el campo

Síntoma

Solenoide no jala; contactor chatter; bobina quemada

Dónde mirar

Voltaje/corriente de bobina; continuidad; núcleo; entrehierro; residual

Causas probables

  1. Bajo I (bajo E o R alta de cable)
  2. bobina abierta
  3. mecánica trabada
  4. bobina incorrecta (AC/DC)

Qué medir

  1. E en bobina
  2. resistencia de bobina
  3. A si aplica
  4. inspección mecánica

Qué no hacer

  • Empujar contactos a mano como “arreglo”
  • poner bobina de otro voltaje

Checklist

  • Explico qué es un electroimán
  • Calculo amperio-vueltas = I×N a nivel conceptual
  • Sé el rol del núcleo de hierro
  • Relaciono polaridad con sentido de corriente
  • Nombro relé, solenoide y contactor como dispositivos magnéticos
  • Separo falla de bobina vs falla mecánica

Errores comunes

Síntoma Causa típica Acción
“La bobina tiene voltaje pero no jala” Mecánica / entrehierro / residual / corriente insuficiente Medir I; inspeccionar núcleo
Bobina DC en suministro AC (o viceversa) Pieza incorrecta Verificar datos de bobina
Contactor pegado Magnetismo residual / suciedad / contactos soldados Limpiar/reemplazar; investigar causa
Más vueltas improvisadas con alambre fino Sobrecalentamiento Usar bobina diseñada