Corrientes parásitas Las corrientes parasitas o corrientes de eddy son corrientes que circulan en el interior de conductores como consecuencia de campos magnéticos variables con el tiempo. Estas corrientes circulares crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al efecto del campo magnético aplicado. 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. Se tiene que lass corrientes inducidas han estado confinadas a trayectorias bien definidas en conductores y otros componentes que forman un circuito. Sin embargo, muchos aparatos eléctricos contienen masas de metal que se mueven en campos magnéticos, o están situados en campos magnéticos cambiantes. En situaciones como éstas hay corrientes inducidas que circulan por todo el volumen del material. Sus patrones de flujo recuerdan los remolinos en un río y reciben el nombre de corrientes parásitas. Como ejemplo, considere un disco metálico que gira en un campo magnético perpendicular al plano del disco, pero confinado a una porción limitada del área del disco, como se ilustra en la figura 1a. El sector Ob se desplaza a través del campo y tiene una fem inducida en él. Los sectores Oa y Oc no están en el campo, pero constituyen trayectorias de retorno para que las cargas desplazadas a lo largo de Ob regresen de b a O. El resultado es una circulación de corrientes parásitas en el disco, en forma parecida a la que se ilustra en la figura. Figura 1. La ley de Lenz nos ayuda a decidir cuál es el sentido de la corriente inducida en las inmediaciones del sector Ob. Esta corriente debe experimentar una fuerza magnética que se opone a la rotación del disco, por lo que esta fuerza debe ir hacia la derecha en la figura 1.b. Como está dirigida hacia el plano del disco, la corriente y, en consecuencia, tienen componentes hacia abajo. Las corrientes de retorno quedan fuera del campo, por lo que no experimentan fuerzas magnéticas. La interacción entre las corrientes parásitas y el campo ocasionan una acción de frenado sobre el disco. Tales efectos se pueden utilizar para detener con rapidez la rotación de una sierra circular cuando se interrumpe el suministro de energía eléctrica. Algunas balanzas muy sensibles emplean este efecto para amortiguar vibraciones. En ciertos vehículos para tránsito veloz impulsados con electricidad, se usan corrientes parásitas para frenar. En los vagones hay electroimanes que inducen corrientes parásitas en los rieles; los campos magnéticos resultantes originan fuerzas de frenado que actúan sobre los electroimanes y, por lo tanto, sobre los vagones. Las corrientes parásitas tienen muchos usos prácticos más. El disco metálico brillante que tiene en su interior el medidor de la compañía de electricidad colocado afuera de su casa gira como resultado de las corrientes parásitas. Estas corrientes son inducidas en el disco por campos magnéticos causados por corrientes que varían en forma sinusoidal en una bobina. En los hornos de inducción se utilizan corrientes parásitas para calentar materiales en contenedores herméticamente sellados en procedimientos en los cuales es esencial evitar incluso la mínima contaminación de los materiales. Los detectores de metal que se emplean en los puntos de revisión de los aeropuertos (figura 2a) detectan corrientes parásitas inducidas en los objetos metálicos. Dispositivos similares (figura 2b) se utilizan para encontrar tesoros enterrados, al detectar tapas de botellas y monedas perdidas. Figura 2 Un ejemplo notable de las corrientes parásitas en acción tiene lugar en una de las lunas de Júpiter, llamada Io, que es un poco más grande que la luna de la Tierra (figura 3a). Io se mueve rápidamente a través del intenso campo magnético de Júpiter, lo que genera fuertes corrientes parásitas en el interior de Io. Estas corrientes disipan energía a una tasa de 1012 W, ¡equivalente a detonar cada cuatro segundos una bomba nuclear de un kilotón dentro de Io! Esta energía disipada ayuda a conservar caliente el interior de Io y contribuye a que haya erupciones volcánicas en su superficie, como las que se aprecian en la figura 3b. (Los efectos gravitacionales de Júpiter provocan aún mayor calentamiento.) Figura 3. Las corrientes parásitas también tienen efectos indeseables. En un transformador de corriente alterna, las bobinas enrolladas alrededor de un núcleo de hierro conducen corriente que varía en forma sinusoidal. Las corrientes parásitas resultantes en el núcleo desperdician energía por calentamiento I 2R y establecen por sí mismas una fem opuesta indeseable en las bobinas. Para minimizar estos efectos, se diseña el núcleo de manera que las trayectorias de las corrientes parásitas sean tan angostas como sea posible. Movimiento de una pieza conductora hacia un campo magnético uniforme ´ El efecto de las corrientes parasitas es una disipación de la energía por efecto Joule. Estas pérdidas se intentarán reducir al máximo posible en los núcleos de un transformador, pero puede ser interesante aumentarlas para realizar un frenado electromagnético (amortiguamiento, freno eléctrico) o en la producción de calor (horno de inducción). El comportamiento de una pieza metálica rectangular que se mueve hacia o sale de una región donde existe un campo magnético uniforme es esencialmente el mismo que el de una espira que se mueve hacia o sale de una región donde existe un campo magnético uniforme perpendicular a la espira. Cuando se introduce la pieza rectangular (figura 4) en la región donde existe un campo magnético uniforme, el flujo aumenta y las corrientes en torbellino se oponen al incremento de flujo. La fuerza que ejerce el campo magnético sobre cada una de las corrientes inducidas da una resultante que se opone a la fuerza aplicada. El campo magnético es perpendicular al plano del dibujo y está dirigido hacia el lector. El sentido de la corriente inducida en la región donde existe campo magnético está indicado por el vector unitario u. figura 4: flujo que va aumentando. Figura 5: flujo disminuyendo Cuando se saca la pieza rectangular de la región donde existe un campo magnético uniforme, el flujo disminuye y las corrientes en torbellino se oponen a dicha disminución como se muestra en la figura 5. La fuerza que ejerce el campo magnético sobre cada una de las corrientes inducidas da una resultante que se opone a la fuerza aplicada. Del mismo modo que hemos visto en la espira que se introduce en el campo magnético, la corriente se genera en el lado de la espira que está en el interior del campo magnético y retorna por la parte de la espira que está fuera de dicha región. Consideremos ahora que la pieza metálica más grande que la región que contiene el campo magnético. Se forman dos corrientes en forma de torbellino de sentidos contrarios, una a la izquierda y otra a la derecha en los límites de la región rectangular donde existe el campo magnético, véase en la figura 6. La fuerza que ejerce el campo magnético sobre las corrientes inducidas es de sentido contrario a la fuerza aplicada que mueve la pieza hacia la derecha Figura 6: pieza metálica grande
