Principios Fundamentales del Blindaje Magnético y la Inducción Mutua en Electromagnetismo

Blindaje Magnético: Principios y Efectos

Cuando se introduce un tubo de gruesas paredes de material ferromagnético en un campo magnético, con su eje perpendicular a las líneas de campo magnético, se observa que estas líneas se concentran en las paredes del tubo y se debilitan significativamente en el hueco interior, como se ilustra conceptualmente en la figura.

Efectos del Blindaje Magnético

De hecho, se puede afirmar que casi todas las líneas de campo magnético pasan a través del material (representado como A), mientras que muy pocas atraviesan el hueco interior (representado como B en la figura).

Por lo tanto, un tubo con las características descritas, situado perpendicularmente a las líneas de campo magnético, genera un blindaje magnético en su interior. Esto se debe a que la inducción magnética en su interior se debilita hasta volverse prácticamente despreciable.

Opcionales

Factores que Influyen en la Inducción Mutua

La magnitud de la inducción mutua, un fenómeno crucial en electromagnetismo, depende de los siguientes factores:

• Número de vueltas de cada bobina: Un mayor número de vueltas en las bobinas resulta en una mayor fuerza electromotriz (f.e.m.) inducida, lo que directamente incrementa la inducción mutua.

• Posición relativa de las bobinas: La orientación y distancia entre las bobinas son determinantes. Si, por ejemplo, cuatro bobinas (como las representadas en A y B de una figura) tienen el mismo coeficiente de autoinducción y la misma corriente circula por sus primarios, la intensidad de campo en el secundario de A será mayor que en el secundario de B. Esto se debe a que la intensidad de campo disminuye al aumentar la distancia entre las bobinas. Consecuentemente, para el mismo cambio de corriente y velocidad de cambio, la f.e.m. inducida en el secundario de A será mayor que la inducida en el de B, lo que implica una mayor inducción mutua en el par de bobinas de A. Es importante destacar que, cuando dos bobinas se colocan con sus ejes perpendiculares entre sí (como en C), no se induce corriente en el secundario, ya que sus espiras son paralelas al flujo del primario, resultando en una inducción mutua nula (0).

• El núcleo y sus características: La presencia y el tipo de núcleo magnético son fundamentales. Con núcleos fabricados de materiales magnéticos de alta permeabilidad (como el hierro), la dispersión del flujo magnético es mínima; prácticamente todo el flujo se concentra y aprovecha dentro del núcleo. Es evidente que, en circunstancias similares, la inducción mutua será mayor con núcleos de mayor permeabilidad. Sin embargo, las pérdidas en el núcleo pueden disminuir la inducción mutua y deben ser minimizadas mediante el uso de núcleos con formas y características especiales. Dado que el núcleo es un conductor expuesto a un campo magnético variable, se inducen en él las denominadas corrientes parásitas o de Foucault. Estas corrientes se cortocircuitan a través de la sección del núcleo, calentándolo y produciendo pérdidas de energía. Para reducir estas pérdidas al mínimo, los núcleos se fabrican con delgadas chapas de hierro unidas entre sí (como se muestra en la figura). Estas chapas están revestidas con un material aislante para aumentar la resistencia entre ellas y hacer que dichas corrientes sean despreciables.