CORRIENTES PARASITAS

CORRIENTES PARASITAS

Es un efecto eléctrico que se produce cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable. El movimiento relativo causa una circulación de electrones, o corriente inducida dentro del conductor.

De acuerdo a la ley de Lenz, la dirección de las corrientes parásitas debe oponerse al cambio que las causa. Esto da origen a una fuerza repulsiva que se opone al movimiento del conductor dentro del campo magnético variable.

En un conductor no uniforme las corrientes parásitas y la fuerza retardadora se reducen notablemente debido a que al verse interrumpido el flujo uniforme de la corriente no se generan grandes espiras de corriente. Cuanto más fuerte sea el campo magnético aplicado, o mayor la conductividad del conductor, o mayor la velocidad relativa de movimiento, mayores serán las corrientes parásitas y los campos opositores generados. En los núcleos de bobinas y transformadores se generan tensiones inducidas debido a las variaciones de flujo magnético a que se someten aquellos núcleos.

Estas tensiones inducidas son causa de que se produzcan corrientes parásitas en el núcleo (llamadas corrientes de Foucault), que no son óptimas para la buena eficiencia eléctrica de éste. Las corrientes parásitas producen dos efectos, por un lado se producen fuerzas que pueden ser utilizadas para el frenado magnético de piezas metálicas y por otro calentamiento por efecto Joule, el cual puede ser usado en aplicaciones caseras e industriales, pero en algunas aplicaciones este calentamiento es indeseable. Éste efecto Joule se puede reducir evitando los posibles caminos en el interior de las piezas metálicas. Así por ejemplo, en los transformadores se laminan los núcleos de hierro para minimizar estas pérdidas. Para reducir este efecto los conductores que se van a ser sometidos a un campo magnético variable, no deben ser sólidos, sino como conjunto de láminas separadas mediante algún material no conductor (Laca u oxido metálico) lo cual aumenta la resistencia de las trayectorias de corrientes parásitas confinándolas efectivamente en capas individuales y contrarrestando así su efecto de repulsión. También disminuyen la eficiencia de muchos dispositivos que usan campos magnéticos variables, como los transformadores de núcleo de hierro y los motores eléctricos. Estas pérdidas son minimizadas utilizando núcleos con materiales magnéticos que tengan baja conductividad eléctrica (como por ejemplo ferrita) o utilizando delgadas hojas de material magnético, conocidas como laminados. Los electrones no pueden atravesar la capa aisladora entre los laminados y, por lo tanto, no pueden circular en arcos abiertos. Se acumulan cargas en los extremos del laminado, en un proceso análogo al efecto Hall, produciendo campos eléctricos que se oponen a una mayor acumulación de cargas y a su vez eliminando las corrientes parásitas. Mientras más corta sea la distancia entre laminados adyacentes (por ejemplo, mientras mayor sea el número de laminados por unidad de área, perpendicular al campo aplicado), mayor será la eliminación de las corrientes de Foucault y, por lo tanto, menor el calentamiento del núcleo.

Figura 1. Corrientes inducidas por un campo magnético en una lámina metálica

Una variación del flujo magnético induce una corriente en piezas metálicas, estas corrientes son las que denominamos parásitas en el ejemplo de la figura1 se dispone de un imán y un disco metálico girando alrededor de un eje de forma que una parte del disco pasa por el interior del campo magnético creado por el imán. A través de cualquier camino o línea cerrada que consideremos de la pieza metálica existirá una variación del flujo magnético que inducirá una corriente que se opondrá a dicha variación según la ley de Lenz.

Las corrientes parásitas tienen algunas aplicaciones prácticas, como los hornos de inducción. En este caso se trata de calentar una pieza metálica mediante corrientes inducidas como consecuencia de un campo magnético variable. Se trata de un campo magnético alternativo de muy alta frecuencia. Al variar el campo, y por lo tanto el flujo, también de forma sinusoidal, se inducen corrientes en una pieza metálica, que por la resistencia eléctrica del material, originan un desprendimiento de calor. Las corrientes inducidas son directamente proporcionales a la rapidez de variación de flujo, y por tanto a la frecuencia de variación del campo magnético. Se utilizan en la fundición de metales y en cocinas de inducción.

Figura 3. Corrientes de Foucault en hornos y cocinas de inducción

También estas corrientes se utilizan para amortiguar oscilaciones indeseadas. Las balanzas mecánicas al pesar una masa pequeña, oscilan muchas veces antes de alcanzar el equilibrio. Para evitar esto, se diseñan de modo que un pequeño trozo de metal se mueve entre los polos de un imán mientras la balanza oscila. Se producen corrientes de Foucault que amortiguan las oscilaciones, alcanzándose el equilibrio rápidamente.

Figura 2. Efecto de frenado producido por una corriente eléctrica en el interior de un campo magnético.

El efecto de frenado se produce al tener una corriente eléctrica en el interior de un campo magnético. En la figura 2, sobre el disco aparece una fuerza que se opone al movimiento del disco. Este efecto se utiliza en frenos magnéticos de trenes de alta velocidad, motores, balanzas de precisión, etc.

INDUCCION ELECTROMAGNETICA

- Una variación del flujo magnético induce una corriente en piezas metálicas, estas corrientes son las que denominamos parasitas en el ejemplo de la figura disponemos de un imán y un disco metálico girando alrededor de un eje de forma que una parte del disco pasa por el interior del campo magnético creado por el imán. A través de cualquier camino o línea cerrada que consideremos de la pieza metálica existirá una variación del flujo magnético que inducirá una corriente que se opondrá a dicha variación según la ley de Lenz.

ORÍGENES DE LAS CORRIENTES DE PARASITAS

Si hacemos oscilar un péndulo constituido por una placa de cobre, entre los polos de un electroimán (figura b) se observará que se va frenando hasta pararse por completo, produciéndose este efecto más rápidamente cuanto mayor sea la intensidad del campo. Al tratarse de una placa de cobre,

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