¿Qué son las corrientes de Foucault?

La electricidad y el magnetismo van de la mano.

Donde sea que obtengas electricidad, también obtienes magnetismo, y viceversa. Esta es la idea básica detrás de los generadores de electricidad y motores eléctricos. Los generadores usan algún tipo de movimiento (tal vez un rotor de turbina eólica girando) para generar una corriente eléctrica, mientras que los motores hacen lo contrario, convirtiendo una corriente eléctrica en movimiento que puede conducir una máquina (o impulsar algo como un automóvil eléctrico o una bicicleta eléctrica).

Ambos tipos de máquinas (son prácticamente idénticas) trabajan con la idea de que se puede usar la electricidad para generar magnetismo o magnetismo para generar electricidad. Para generar electricidad, todo lo que tiene que hacer es mover un conductor eléctrico (como un cable de cobre) a través de un campo magnético. ¡Eso es! Se llama ley de inducción de Faraday, después del científico inglés Michael Faraday, quien descubrió el efecto a principios del siglo XIX. Si conecta el cable hasta un metro, verá que la aguja se mueve cada vez que mueve el cable (pero solo cuando lo mueve). Si fueras listo, podrías encontrar alguna manera de eliminar la electricidad y almacenarla: te habrías convertido en una central eléctrica en miniatura.

¿Cómo se hacen las corrientes de Foucault?

¿Qué pasa si el conductor que se está moviendo a través del campo magnético no es un cable que permite que la electricidad fluya limpiamente? Todavía tienes corrientes eléctricas, pero en lugar de fluir hacia algún lugar, se arremolinan dentro del material. Estas son las que llamamos corrientes de Foucault. Son corrientes eléctricas generadas dentro de un conductor por un campo magnético que no puede fluir, por lo que giran alrededor, disipando su energía como calor.

Una de las cosas interesantes de las corrientes de Foucault es que no son completamente aleatorias: fluyen de una manera particular para tratar de detener lo que sea que las cause. Este es un ejemplo de otro bit de electromagnetismo llamado ley de Lenz (se deriva de otra ley llamada conservación de la energía, y está integrado en las cuatro ecuaciones que resumen el electromagnetismo que fue establecido por James Clerk Maxwell).

Animación: 1 y 2) Coloque un imán en forma de moneda (azul) a través de un tubo de plástico (púrpura) y caerá muy rápido, tal como esperaba. 3) Coloque el mismo imán a través de un tubo de cobre (gris) y caerá extremadamente lento. 4) A medida que cae, su campo magnético induce corrientes de Foucault (rojo) en la tubería. 5) Las corrientes producen un campo magnético que se opone a su causa (el campo del imán que cae). Esto causa una fuerza hacia arriba en el imán (flecha blanca) que lo frena como un paracaídas invisible.

Aquí hay un ejemplo. Supongamos que suelta un imán en forma de moneda en el interior de un tubo de plástico. Puede tardar medio segundo para llegar al fondo. Ahora repita el mismo experimento con una tubería de cobre y verá que su imán tarda mucho más tiempo (quizás tres o cuatro segundos) en hacer exactamente el mismo viaje. Las corrientes de Foucault son la razón. Cuando el imán cae a través de la tubería, tiene un campo magnético moviéndose a través de un conductor estacionario (que es exactamente lo mismo que un conductor moviéndose a través de un campo magnético estacionario). Eso crea corrientes eléctricas en el conductor, corrientes de Foucault, de hecho. Ahora sabemos por las leyes del electromagnetismo que cuando una corriente fluye en un conductor, produce un campo magnético. Así las corrientes de Foucault generan su propio campo magnético. La ley de Lenz nos dice que este campo magnético intentará oponerse a su causa, que es el imán que cae. De modo que las corrientes de Foucault y el segundo campo magnético producen una fuerza ascendente en el imán que trata de evitar que caiga. Es por eso que cae más lentamente. En otras palabras, las corrientes de Foucault producen un efecto de frenado en el imán que cae.

Debido a que las corrientes de Foucault siempre se oponen a cualquier causa, podemos usarlas como frenos en vehículos, motores y otras máquinas.

(0 votes)