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⚡ ElectromagnetismoDificultad media6 pasos · 1 min

El detector de metales

Barres la arena con un disco al final de un bastón y, de pronto, pita: hay una moneda a quince centímetros bajo tus pies. El detector no «ve» el metal; le basta con hacerle cosquillas con un campo magnético y escuchar cómo contesta.

Un poco de historia

  1. 1831Michael Faraday descubre la inducción electromagnética: un campo magnético que cambia induce una tensión en cualquier conductor cercano. Sin esa ley no habría detectores.
  2. 1881Alexander Graham Bell monta una «balanza de inducción» para localizar la bala alojada en el cuerpo del presidente Garfield. No funcionó, porque el somier metálico de la cama confundía al aparato.
  3. Hacia 1930Gerhard Fisher patenta el primer detector de metales portátil, pensado para buscar yacimientos y tuberías enterradas.
  4. 1941El ingeniero polaco Józef Kosacki desarrolla un detector de minas portátil que se usa en la batalla de El Alamein, en 1942.
  5. Desde 1960Los transistores lo hacen ligero y barato y nace la afición a buscar monedas y reliquias; el mismo principio abre hoy los arcos de seguridad de los aeropuertos.

Con qué herramienta se relaciona

Autoinducción e inducción mutua · Electromagnetismo

La moneda y la bobina están acopladas por su inducción mutua $M$: la tensión que aparece en la moneda es $M$ por lo deprisa que cambia la corriente de la bobina, y $M$ cae con la profundidad $z$.

M = μ₀ π N₁ N₂ R² r² / 2(R² + z²)3/2 ≈ 25,1 nH

ε = M · dI/dt = M · 2π f I₀ ≈ 0,79 mV

Se abre en la pestaña de inducción mutua con dos espiras coaxiales (10 cm de radio y 25 vueltas la bobina, 1,2 cm y una vuelta la moneda) separadas 10 cm, con una corriente de 0,5 A a 10 kHz. Puedes cambiar la distancia, el tamaño de la moneda o las vueltas y ver cómo cambian M, el flujo y la tensión inducida. La moneda se trata como una sola espira sin resistencia y los datos son orientativos.

Inducción mutua (10 cm)25,1 nH
Tensión de pico≈ 0,79 mV
Eco a 10 cm / en contacto1/8
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