Fuerza de Atracción en Electroimanes (Núcleo E-I)
La fuerza de atracción magnética se calcula mediante la fórmula de Maxwell:
F = (B² × A) / (2 × μ₀)
Donde:
- F: Fuerza de atracción en Newtons (luego convertida a kgf).
- B: Densidad de flujo magnético. En acero de transformador saturado con 12V DC, ronda habitualmente 1,2 a 1,5 Teslas.
- A: Área total de contacto entre el núcleo y la chapa de hierro que se levanta (en m²).
- μ₀: Permeabilidad magnética del vacío (4π × 10⁻⁷).
Tabla de estimación teórica (Núcleo saturado a 1,3 Teslas)
| Área de contacto (A) | Ejemplo de dimensión | Fuerza teórica aprox. (kgf) |
|---|---|---|
| 5 cm² | 2,2 × 2,3 cm | 33 kgf |
| 10 cm² | 3,1 × 3,2 cm | 67 kgf |
| 15 cm² | Microondas pequeño (~3,8 × 4 cm) | 101 kgf (Levanta 100 kg) |
| 20 cm² | Microondas grande (~4,5 × 4,5 cm) | 135 kgf |
| 25 cm² | Núcleo industrial | 168 kgf |
| 30 cm² | Núcleo industrial grande | 202 kgf |
Factores críticos de funcionamiento:
- Entrehierro = 0: El contacto entre superficies debe ser perfecto. Un espacio de 0,5 mm reduce la fuerza a más de la mitad.
- Grosor de la chapa atraída: Debe ser gruesa (mínimo 8-10 mm) para absorber todo el flujo sin saturarse.
- Consumo eléctrico: Al conectar a 12V DC la bobina primaria de un transformador de microondas (1-2 Ω), el consumo ronda entre 6 A y 12 A.