Bobina magnética

Solenoide de bobina magnética

Ya sabemos por los tutoriales anteriores que un conductor recto que transporta corriente produce un campo magnético circular a su alrededor en todos los puntos de su longitud y que el sentido de giro de este campo magnético depende del sentido de la corriente que circula por el conductor, la regla de la mano izquierda.

En el último tutorial sobre Electromagnetismo vimos que si doblamos el conductor en una sola espira la corriente fluirá en direcciones opuestas a través de la espira produciendo un campo en el sentido de las agujas del reloj y un campo en sentido contrario al de las agujas del reloj uno al lado del otro. El electroimán utiliza este principio al tener varias espiras individuales unidas magnéticamente para producir una sola bobina.

Los electroimanes son básicamente bobinas de alambre que se comportan como imanes de barra con un polo norte y un polo sur distintos cuando pasa una corriente eléctrica por la bobina. El campo magnético estático producido por cada una de las espiras de la bobina se suma al de su vecina y el campo magnético combinado se concentra en el centro de la bobina, como en el caso de la espira de alambre que vimos en el último tutorial. El campo magnético estático resultante, con un polo norte en un extremo y un polo sur en el otro, es uniforme y mucho más fuerte en el centro de la bobina que alrededor del exterior.

Precio de la bobina magnética

Cuando un conductor de corriente se forma en un bucle o varios bucles para formar una bobina, se desarrolla un campo magnético que fluye a través del centro del bucle o bobina a lo largo de su eje longitudinal y da vueltas alrededor del exterior del bucle o bobina. El campo magnético que rodea cada bucle de alambre se combina con los campos de los otros bucles para producir un campo concentrado en el centro de la bobina. A continuación, se ilustra una bobina sin bobinar para mostrar la interacción del campo magnético. El campo magnético es esencialmente uniforme a lo largo de la bobina cuando ésta se enrolla con más fuerza.

La fuerza del campo magnético de una bobina aumenta no sólo con el aumento de la corriente, sino también con cada bucle que se añade a la bobina. Una bobina de alambre larga y recta se llama solenoide y puede utilizarse para generar un campo magnético casi uniforme similar al de una barra magnética. El campo magnético concentrado en el interior de una bobina es muy útil para magnetizar materiales ferromagnéticos para su inspección mediante el método de ensayo con partículas magnéticas. Tenga en cuenta que el campo fuera de la bobina es débil y no es adecuado para magnetizar materiales ferromagnéticos.

Tipos de bobinas eléctricas

Citada en Wikipedia, la Ley de Lenz establece que «Una fuerza electromotriz (emf) inducida siempre da lugar a una corriente cuyo campo magnético se opone al cambio original del flujo magnético». En términos un poco más sencillos: la naturaleza aborrece el cambio y lucha por oponerse a cualquier cambio en el flujo magnético creando su propia contracorriente en la dirección opuesta al cambio (no es que sea opuesta al cambio, que puede ser o no opuesta al flujo o al campo magnético).

Si el imán se detiene en el interior del solenoide, no hay cambio de flujo, aunque es evidente que hay flujo y campo magnético. Como no hay cambio en el flujo magnético, no hay corriente inducida.

Bobina magnética código hs

Seis bobinas de campo poloidal en forma de anillo están situadas fuera de la estructura del imán de campo toroidal para dar forma al plasma y contribuir a su estabilidad «pellizcándolo» lejos de las paredes.  La bobina más grande tiene un diámetro de 24 metros; la más pesada pesa 400 toneladas. Las bobinas de campo poloidal están diseñadas para producir una energía magnética total de 4 gigajulios y un campo magnético máximo de 6 teslas. Las cuatro bobinas de campo poloidal más grandes se fabricarán con un superconductor de niobio-titanio en una instalación in situ. Los trabajos comenzaron en 2016 (ver más sobre la fabricación in situ aquí).

Dieciocho bobinas superconductoras de corrección insertadas entre las bobinas de campo toroidales y poloidales compensarán los errores de campo causados por las desviaciones geométricas debidas a las tolerancias de fabricación y montaje. Aunque son mucho más ligeras y finas que las bobinas de campo toroidales y poloidales, y funcionan con una corriente menor (10 kA), las bobinas de corrección miden hasta 8 metros de ancho y plantean retos particulares para su montaje e instalación. Las bobinas de corrección se dispondrán en grupos de seis alrededor de la circunferencia toroidal, por encima, por debajo y en el plano medio de la vasija de vacío.