APLICACIONES I. Báscula electrónica, tren de levitación magnética y timbre eléctrico

 

Las fuerzas magnéticas entre imanes, entre ellos y corrientes o directamente entre corrientes, tienen bastantes aplicaciones prácticas.
 

 

Una de ellas es la báscula electrónica. El dibujo adjunto representa una báscula tradicional, en la que un tubo metálico (por ejemplo, de aluminio), conectado a un circuito eléctrico, se fija entre los polos de un imán que produce un campo magnético horizontal. Con el circuito cerrado fluye por el tubo una corriente, y entre el imán y el conductor se ejerce una fuerza magnética vertical, dependiente de la intensidad de la corriente [F=I(lxB)]. Después de colocar la muestra en la base de la báscula, su peso se determina compensando la fuerza magnética ejercida sobre el imán con dicho peso.
 

A la derecha se muestra una vista aérea del montaje, indicando la dirección del campo magnético de forma que la fuerza entre la corriente y el imán, se dirige hacia abajo sobre el conductor (hacia dentro de la pantalla en el dibujo) y hacia arriba (hacia nosotros en el dibujo) sobre el imán.

  

 

Las básculas electrónicas actuales funcionan de un modo diferente. Utilizan unos sensores de alta precisión, conocidos como células de carga o celdas de carga, que consisten en una pieza de metal a la que se adhieren galgas extensométricas. Estas galgas cambian su resistencia eléctrica al estirarse o comprimirse cuando se deforma la pieza metálica que soporta el peso del objeto. El metal se calcula para que trabaje en su zona elástica (es decir, para que recupere su estado tras cada deformación.
 

 

La atracción-repulsión entre dos campos magnéticos también está en la base del funcionamiento de los trenes de levitación magnética. Estos trenes van dotados con unos potentes electroimanes, que son repelidos por otros que se encuentran a lo largo de la vía, lo que eleva al tren unos centímetros del suelo. Una vez en "modo de levitación", el tren utiliza la interacción de sus electroimanes con los de las vías para crear fuerzas de atracción en la parte delantera del tren y de repulsión en la parte trasera. De esta forma se acelera el tren hasta alcanzar velocidades de hasta 500-600Km/h.
 

Existen varias líneas de trenes de levitación magnética en activo en el mundo y, en cuanto a proyectos, se publicó que Japón está desarrollando la tecnología de levitación magnética hasta sus últimas consecuencias y pretende materializarla construyendo el tren más rápido de la Tierra (con una velocidad punta del orden de 700 kilómetros por hora). Se estima que tanto la máquina como la vía especial que necesita podrían funcionar para el año 2025. En nuestro país, en 2007 los medios de comunicación publicaron que la Comunidad de Madrid pretende realizar un par de líneas de tren de levitación magnética (conocidas como tren bala), una entre el aeropuerto de Madrid-Barajas y la zona oeste de la ciudad; la otra entre Alcalá y la zona norte de Madrid.
 

 

Terminamos con otra aplicación de las fuerzas entre imanes y corrientes: el timbre eléctrico tradicional. Al pulsar el interruptor de un timbre eléctrico, circula una corriente eléctrica por un electroimán, cuyo campo magnético atrae a un pequeño martillo. Cuando el martillo golpea una campanilla se interrumpe el circuito, lo que hace que el campo magnético desaparezca y la barra vuelva a su posición. Este proceso se repite rápidamente y se produce el sonido característico del timbre.
 

 

Los timbres más modernos no tienen interruptor y su funcionamiento se basa en golpear la campana al doble de la frecuencia de la red. 

Algunos no tienen ni campana, bastando la vibración de los contactos transmitida a la caja del timbre, tal como se muestra mediante la animación adjunta (autor David M. Harrison).