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ESTUFAS DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
David Cárdenas Beltrán – 257480
RESUMEN
A lo largo de la historia, se ha intentado buscar soluciones para las diferentes necesidades que
aqueja a la humanidad, como por ejemplo el utilizar los fenómenos que existen en la
naturaleza de la mejor manera posible. Es por eso que se ha desarrollado las estufas de
inducción, las cuales les permite a las personas cocinar sus alimentos con un consumo menor
de energía y sin desperdiciar calor, ya que este solo actúa directamente sobre los recipientes a
utilizar. Además permite utilizar recursos naturales como el espectro electromagnético de
una forma eficiente y limpia.
ASPECTOS INTRODUCTORIOS
 Corriente eléctrica
La corriente o intensidad eléctrica es el
flujo de carga por unidad de tiempo
que recorre un material. Se debe a un
movimiento de los electrones en el
interior del material. En el Sistema
Internacional de Unidades se expresa
en C·s-1 (culombios sobre segundo),
unidad que se denomina amperio (A).
Una corriente eléctrica, puesto que se
trata de un movimiento de cargas,
produce un campo magnético, lo que
se aprovecha en el electroimán [1].
galvanómetro que, calibrado en
amperios, se llama amperímetro,
colocado en serie con el conductor
cuya intensidad se desea medir.
Según la ley de Ohm, la intensidad de la
corriente es igual al voltaje dividido por
la resistencia que oponen los cuerpos:
𝑉
𝐼=
𝑅
Fórmula 1. Corriente Ley de Ohm
 Campo electromagnético
Un Campo electromagnético es un
campo físico, de tipo tensorial, que
afecta a partículas con carga eléctrica.
Figura 1. Movimiento de electrones
El instrumento usado para medir la
intensidad de la corriente eléctrica es el
Fijado un sistema de referencia
podemos
descomponer
convencionalmente
el
campo
electromagnético en una parte
eléctrica y en una parte magnética. Sin
embargo,
un
observador
en
movimiento relativo respecto a ese
sistema de referencia medirá efectos
eléctricos y magnéticos diferentes, lo
cual ilustra la relatividad de lo que
llamamos parte eléctrica y parte
magnética
del
campo
electromagnético. Como consecuencia
de lo anterior tenemos que ni el
"vector" campo eléctrico ni el "vector"
de inducción magnética se comportan
genuinamente como magnitudes físicas
de tipo vectorial, sino que juntos
constituyen un tensor para el que sí
existen leyes de transformación
físicamente esperables [2].
La fuerza de Lorentz puede escribirse
de forma mucho más sencilla gracias al
tensor de campo electromagnético que
en su escritura vectorial clásica:
⃑⃑
𝑓 = 𝑞 ∙ 𝑣⃑ × 𝐵
Fórmula 2. Fuerza de Lorentz, forma
vectorial
Para poder generar campos magnéticos
en la estufa, se utiliza un solenoide o
una espiral hecho de un material
conductor, generalmente de cobre. El
solenoide es un alambre aislado
enrollado en forma de hélice (bobina) o
un número de espirales con un paso
acorde a las necesidades, por el que
circula una corriente eléctrica. Cuando
esto sucede, se genera un campo
magnético dentro del solenoide. El
solenoide con un núcleo apropiado se
convierte en un imán (en realidad
electroimán). Se utiliza en gran medida
para generar un campo magnético
uniforme.
𝑁
𝐵 = 𝜇0 ∗ ( ) ∗ 𝐼
𝑙
Fórmula 3. Campo magnético para un
solenoide
 Espectro electromagnético
Es la distribución energética del
conjunto
de
las
ondas
electromagnéticas. Referido a un
objeto
se
denomina
espectro
electromagnético
o
simplemente
espectro
a
la
radiación
electromagnética que emite (espectro
de emisión) o absorbe (espectro de
absorción) una sustancia. Dicha
radiación sirve para identificar la
sustancia de manera análoga a una
huella dactilar. Los espectros se pueden
observar mediante espectroscopios
que, además de permitir observar el
espectro, permiten realizar medidas
sobre éste, como la longitud de onda, la
frecuencia y la intensidad de la
radiación [3].
El espectro electromagnético se
extiende desde la radiación de menor
longitud de onda, como los rayos
gamma y los rayos X, pasando por la luz
ultravioleta, la luz visible y los rayos
infrarrojos,
hasta
las
ondas
electromagnéticas de mayor longitud
de onda, como son las ondas de radio.
Existen frecuencias de 30 Hz y menores
que son relevantes en el estudio de
ciertas nebulosas. Por otro lado se
conocen frecuencias cercanas a
2,9×1027 Hz, que han sido detectadas
provenientes de fuentes astrofísicas.
La energía electromagnética en una
particular longitud de onda λ (en el
vacío) tiene una frecuencia f asociada y
una energía de fotón E. Por tanto, el
espectro electromagnético puede ser
expresado igualmente en cualquiera de
esos términos. Se relacionan en las
siguientes ecuaciones:

𝑐 = 𝑓λ
Fórmula 3. Velocidad de la luz
PRINCIPIO DE
INDUCCIÓN

LAS
ESTUFAS
DE
El espiral produce energía
electromagnética
El primer componente de la cocción por
inducción es un espiral de cobre.
Cuando se transmite una corriente
eléctrica a través del espiral, éste
genera un campo electromagnético de
energía [4], este campo se puede
graduar para las necesidades del
consumidor, lo cual permite graduarse
y ajustarse con base en la cantidad de
corriente de entrada.
La olla utiliza la energía para
producir calor
El segundo componente de la cocción
por inducción es la olla. El espiral que
se encuentra debajo de la superficie de
cerámica no se calienta y no se tornará
rojo
porque
la
energía
electromagnética pasa a través de la
estufa hacia la olla. Esto provoca que
las moléculas de hierro vibren 20,000 a
50,000 veces por segundo, y la fricción
entre esas moléculas produce calor.
Todo el calor es generado dentro del
área del fondo de la olla.
La energía electromagnética nos rodea
todos los días en forma de ondas de
radio AM o FM, teléfonos celulares,
laptops inalámbricas, hornos de
microondas, rayos infrarrojos y luz
visible.
Figura 5. Consumo eficiente de energía
En la figura 5, podemos observar como
la estufa, por medio de los campos
electromagnéticos, solo calienta la olla,
ya que está compuesta por partes de
hierro, lo cual hace que el agua hierva
producto
de
las
vibraciones
moleculares; en cambio, los trozos de
hielo no perciben ningún cambio de
temperatura, a pesar de estar sobre la
superficie de cerámica de la estufa.
Figura 4. Espiral de cobre
El fondo de la olla debe contener algo
de hierro. La forma más fácil de saber si
una olla posee centro de hierro es
colocar un imán en el fondo de la olla;
si el imán se adhiere, la olla funcionará
en una estufa de inducción.
CONCLUSIONES
Las estufas de inducción son una
excelente alternativa para realizar
labores de cocina, de una forma
eficiente y segura, en la cual se
garantiza que no se desperdiciara
energía eléctrica ni calorífica, esto
significa menor tiempo de cocción de
los alimentos, aprovechando recursos
como el campo y el espectro
electromagnético sin generar efectos
nocivos para la salud.
BIBLIOGRAFIA
[1] Corriente eléctrica.
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_
el%C3%A9ctrica
[2] Campo electromagnético.
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el
ectromagn%C3%A9tico
[3] Espectro electromagnético.
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_
electromagn%C3%A9tico
[4] Funcionamiento estufas de
inducción, General Electric.
http://espanol.geappliances.com/enes/
products/introductions/induction_cook
tops/how.htm