¿Qué es el magnetismo? ¿Cómo se puede producir una corriente por magnetismo? ¿Cómo utilizamos la energía mecánica para producir corriente eléctrica?
Las celdas y las baterías son a menudo fuentes convenientes de energía eléctrica. Para algunos propósitos, los usamos mucho. Pero si tuviéramos que depender completamente de la corriente producida por la acción química, no podríamos permitirnos operar la mayoría de nuestros aparatos eléctricos comunes. Los metales y productos químicos utilizados en las celdas costarían demasiado. Se tuvo que encontrar alguna otra forma de producir corriente antes de que pudiéramos tener energía eléctrica en las grandes cantidades que necesitamos hoy. Alrededor de 1830, dos científicos que trabajaban por separado descubrieron cómo producir corriente eléctrica por magnetismo. Uno de ellos era un estadounidense llamado Joseph Henry y el otro era un inglés llamado Michael Faraday. A partir de su descubrimiento, se desarrolló el generador eléctrico.
Como has aprendido, un generador es una máquina que cambia la energía mecánica en energía eléctrica. Los generadores pueden producir grandes cantidades de energía eléctrica mucho más económicamente que las células. Por ejemplo, cuesta entre siete y treinta veces más obtener energía eléctrica de una pila seca que de un generador. Cuando se necesita una gran corriente durante mucho tiempo, casi siempre se utilizan generadores para suministrarla. Más del 99 por ciento de toda la energía eléctrica que se consume actualmente en nuestro país proviene de generadores. Para comprender cómo suministran corriente, primero debe tener en mente algunos datos sobre el magnetismo.
El magnetismo es una forma de energía. Debido a esta energía, un imán ejerce una fuerza. Atrae materiales magnéticos, como el hierro y el acero. Los lugares donde la fuerza de un imán es más fuerte se llaman sus polos. Cada imán tiene dos polos, generalmente cerca de los extremos. Uno se llama polo norte o polo norte. El otro se llama polo sur o polo S. El espacio alrededor de un imán donde actúa la fuerza se conoce como su campo de fuerza o campo magnético. Aquí las limaduras de hierro se disponen en un patrón formado por una serie de líneas. Las llamamos líneas de fuerza, porque la fuerza de un imán parece actuar a lo largo de estas líneas. Pasan entre los polos a través del campo de fuerza. Entonces, las líneas de fuerza nos muestran cómo se organiza el campo magnético.
Cuando una corriente eléctrica fluye a través de un cable, el cable está rodeado por un campo magnético. El campo de fuerza es mucho más fuerte cuando el cable se enrolla en una bobina. Luego podemos usarlo para magnetizar piezas de hierro y acero, o convertirlas en imanes. El acero y algunas otras aleaciones mantienen su magnetismo durante mucho tiempo. Se utilizan para hacer imanes permanentes, como imanes de barra y en U. El hierro se usa para hacer imanes temporales, porque pronto pierde su magnetismo.
El tipo más útil de imán temporal es un electroimán. Esto es solo una bobina de alambre enrollada alrededor de un núcleo, generalmente hecho de hierro. Mantiene su magnetismo solo mientras la corriente fluye a través de la bobina alrededor del núcleo.
Los electrones tienden a moverse a lo largo de un cable cuando el cable atraviesa líneas de fuerza en un campo magnético. Las líneas de fuerza pueden cortarse moviendo el alambre o el imán. Cuál se mueve no hace ninguna diferencia. Los electrones se moverán igual. A medida que se mueven a lo largo del cable, sus extremos se cargan. El extremo que gana electrones tiene carga negativa, mientras que el extremo que los pierde tiene carga positiva. Cuando el cable es parte de un circuito cerrado, los electrones se repelen entre sí desde el extremo con carga negativa a través del circuito hacia el extremo con carga positiva, que los atrae. La corriente de electrones que se mueve a través del circuito es una corriente eléctrica. Continúa siguiendo mientras el circuito esté cerrado y las líneas de fuerza aún estén cortadas.
La presión eléctrica que hace fluir la corriente depende de cuantas líneas de fuerza se corten en un tiempo determinado. Cuantas más líneas de fuerza corten en 1 segundo, mayor será la presión y mayor será la corriente. Para proporcionar una presión de solo 1 voltio, se deben cortar 100 millones de líneas de fuerza cada segundo. Casi siempre se necesitan voltajes mucho más altos. Hay que cortar muchas más líneas de fuerza. Hay tres formas de hacer esto: (1) moviendo más rápido la bobina de alambre o el imán, (2) usando un imán más fuerte con más líneas de fuerza en su campo magnético y (3) haciendo más vueltas de alambre en la bobina. Las tres formas se utilizan en generadores que suministran grandes corrientes. Un generador es simplemente una máquina para hacer que los cables corten muchas líneas de fuerza muy rápido. La energía mecánica utilizada para hacer girar el generador se convierte en energía eléctrica por magnetismo.
