¿Por qué debo estudiar electricidad y magnetismo?

El curso de física básica forma parte del pensum de estudios para todas las ingenierías, usualmente dividido en dos partes: introducción a la mecánica y fundamentos de electricidad y magnetismo. Se dicta durante el primer y segundo año de la carrera, dependiendo de la estructura del plan de estudios de cada universidad.

A lo largo de  mi carrera, he tenido la ocasión de dictar estos cursos a estudiantes de diversas especialidades de ingeniería, entre ellas, la ingeniería mecánica. La mayoría de los estudiantes reconoce que, sin el cabal conocimiento y entendimiento de los fenómenos físicos, no es posible poner en práctica una ingeniería efectiva y consistente.

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Sin embargo, hay cierta resistencia, por parte de estudiantes de algunas especialidades, en aceptar que la electricidad y el magnetismo tengan alguna utilidad para sus carreras.

El estudio formal de los fenómenos electromagnéticos requiere aplicar las herramientas de cálculo, estudiadas en cursos previos. Fuera del curso de cálculo ya no resulta tan sencillo, por ejemplo, plantear una integral para calcular el campo eléctrico de una distribución de carga continua y ahí empiezan los problemas.

Además, en algunos pensa, la asignatura que cubre el contenido de electricidad y magnetismo, no prela las materias del ciclo profesional. Más razones para que mis alumnos me pregunten: “¿por qué debo estudiar electricidad y magnetismo, si yo quiero especializarme en ingeniería mecánica?”

No es suficiente con responder: “debemos estudiarla simplemente por está allí o porque es interesante, o porque es  requisito”.

Aplicaciones del electromagnetismo en ingeniería mecánica

La electricidad, el magnetismo, la electrónica y la computación están cada vez más integradas al diseño de diversos dispositivos mecánicos, disciplina conocida con el nombre de Mecatrónica. 

Todas las máquinas necesitan energía para funcionar, y esa energía suele ser eléctrica, magnética y química:

-El motor de combustión interna nunca fué un dispositivo puramente mecánico. Se necesita chispa en la bujía para producir combustión en la gasolina para que libere su energía química. Para esto se necesitan dispositivos eléctricos: batería, bobina, imanes, resistencia eléctrica. Además están involucrados principios básicos de electricidad y magnetismo: voltaje, corriente, inducción electromagnética y otros.

-Desde 1913, los automóviles tienen un motor de arranque eléctrico y ya no es necesario arrancar el auto mediante una manivela. 

La batería que energiza al motor de arranque se recarga mediante otro dispositivo eléctrico: el alternador, que convierte la energía mecánica del motor en electricidad.  

-El funcionamiento de accesorios como luces y limpiaparabrisas se basan también en la electricidad y el magnetismo.

-Más recientemente se han incorporado circuitos electrónicos y computadoras que regulan consumo de combustible, sistema de inyección, frenos, tracción y caja de cambios. 

Así que construir autos, trenes, lanchas, aviones y otros ingenios, es una tarea multidisciplinaria.

En síntesis, un ingeniero mecánico en primer lugar debe conocer los principios fundamentales de la mecánica y los mecanismos, pero la electricidad y el magnetismo, son cada vez más indispensables.

Buenas razones para emprender su estudio.