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.
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.
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.
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?
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.
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”.
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”).
Dispositivos magnéticos del día a día
- Solenoide / bobina de válvula: el campo mueve un émbolo.
- Relé / contactor: pequeño control magnetiza bobina y cierra/abre contactos de potencia.
- Timbre / campana: interrupción cíclica hace vibrar la armadura.
- Motor / generador (preview): campos rotativos e inducción — cursos posteriores.
- Transformador (preview): campos variables en núcleos — más adelante.
En todos: bobina, corriente, campo, movimiento o acoplamiento magnético.
Mentalidad de técnico
- Electroimán = campo a demanda.
- Amperio-vueltas = I × N.
- Núcleo de hierro refuerza.
- Sin corriente en bobina ? no hay jale (salvo residual).
- Relé/solenoide/contactor = magnetismo aplicado.
Bobina abierta vs mecánica trabada
Síntoma: “no jala”.
| Prueba | Si ves esto | Significa |
|---|---|---|
| Ohmios de bobina | Infinito / abierto | Bobina cortada |
| Ohmios de bobina | Muy bajo vs nominal | Posible cortocircuito interno |
| Voltaje en bobina | 0 V | Problema de control / cable |
| Voltaje OK, A baja | Cableo/caída | Poco amperio-vuelta |
| Eléctrico OK | Émbolo sucio/oxidado | Falla mecánica |
Separar estas ramas te ahorra cambiar bobinas buenas.
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
- Bajo I (bajo E o R alta de cable)
- bobina abierta
- mecánica trabada
- bobina incorrecta (AC/DC)
Qué medir
- E en bobina
- resistencia de bobina
- A si aplica
- 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