Hasta 1820, el único magnetismo que se conocía era el de las piedras como la magnetita. Ese año Hans Christian Oersted, profesor de la universidad de Copenhage, hizo un experimento para demostrar a sus alumnos que el paso de la corriente eléctrica a través de un cable producía calor.
Oersted también quería hablarles a sus alumnos sobre magnetismo, por lo que llevaba también una aguja imantada. Para su sorpresa, Oersted notó que cada vez que encendía la corriente eléctrica, la aguja de la brújula se orientaba perpendicularmente al cable.
No pudo comprender las causas de que esto ocurriera, así que publicó los detalles de su experimento sin más explicaciones. Hoy sabemos que cuando las cargas eléctricas circulan a través de un cable, crean a su alrededor un campo magnético cuyas líneas son circunferencias concéntricas al cable.
Electricidad y magnetismo, entonces, pertenecen al mismo fenómeno.
Un electroimán es un imán cuyo campo magnético se produce mediante el paso de una corriente eléctrica. Esto es, un imán accionado por electricidad.
Como hemos visto, al pasar la corriente eléctrica por un cable se crea un campo magnético. Si ahora el hilo por el que pasa la corriente se enrolla en forma de hélice (cada una de las vueltas de alambre se denomina espira) se forma un solenoide.
Al pasar la corriente, el campo producido por las distintas espiras se sumará para crear un campo siguiendo el eje del solenoide, o sea, de las espirales de cable, dando como resultado una fuerza paralela al eje.
Si introducimos un núcleo de hierro dentro del solenoide, la fuerza magnética del solenoide se transmitirá a través de él, transformándolo en un imán mientras esté pasando la corriente eléctrica. Cuando se interrumpe la corriente, desaparece la imantación, aunque el núcleo permanezca levemente imantado.
El electroimán se comporta igual que un imán, con la diferencia de que su intensidad puede controlarse cambiando la intensidad de la corriente que circula o el número de espiras de la bobina. Además cuando se desconecta la batería y con ello se corta la corriente, desaparece el magnetismo.
En OjoCientifico te explicamos anteriormente cómo hacer un electroimán casero. Bastan un clavo, un alambre de cobre y una pila.
El primer electroimán lo creó William Sturgeon en 1824. Conectó a una batería los extremos de un alambre conductor que había arrollado en 18 espiras alrededor de una barra de hierro dulce doblado en forma de herradura. El hierro al magnetizarse podía levantar un peso 20 veces mayor que el suyo.
Tres años después, Joseph Henry comenzó a mejorar el electroimán. Para conseguir mayor intensidad magnética aisló el cable conductor con seda y creó capas múltiples de cable alrededor del nucleo, distribuyendo las espiras más estrechamente y en un número mayor. De esta manera consiguió levantar un peso de 936 kg.
La teoría magnética acerca de cómo funcionan los electroimanes fue propuesta por primera vez por Pierre-Ernest Weiss en 1906. La teoría moderna mecánico-cuántica acerca del electromagnetismo la empezaron en los años 20 Werner Heisenberg y Lev Landau.
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