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Electroimanes

Título Actividad:

Electroimanes

Principios a explicar:
Inducción de campo magnético

Material:
2 Clavos de 3”
3 metros de alambre de cobre
10 Clips (u otros objetos metálicos pequeños)
1 Exacto
1 Pila de 9 volts

 

Procedimiento:
1. Tras dejar unos 15 centímetros de alambre suelto, se procederá a enrollarlo alrededor del clavo. Las vueltas deben ser lo más pegado posible al clavo y deben estar también muy juntas unas con otras.

 

2. Una vez que se ha enrollado el alambre alrededor de todo el clavo se dejarán otros 15cms sueltos y se cortará el resto. Con el exacto se rasparán los extremos del alambre y se removerá la cubierta aislante que tienen. *Pide la ayuda de un adulto.

 

3. Por último conectaremos un extremo en cada “salida” de la pila y acercaremos el electroimán al otro clavo y a los clips, observando como se presenta el comportamiento magnético.

 

 

Marco Teórico:
Un imán es un cuerpo caracterizado por atraer ciertos metales (hierro, níquel, cobalto o aleaciones que los contengan), esto es debido a su campo magnético. Todos los imanes están compuestos por un polo norte y un polo sur magnéticos, si tenemos dos imanes los polos opuestos se atraerán mientras que los iguales se repelerán. Todo cuerpo con propiedades magnéticas actúa sobre otros cuerpos a través de su campo, que está caracterizado por las líneas de acción que van de un polo a otro describiendo arcos cada vez más grandes.
Siempre que tengamos una corriente eléctrica se presentará un campo magnético, a este fenómeno se le conoce como inducción. El campo generado por una sola corriente es muy pequeño, sin embargo cuando tenemos dos o más corrientes paralelas los campos magnéticos generados por estas se suman y crean un campo mayor. Se conoce como embobinado a un arreglo de múltiples vueltas de un alambre (o cable) conductor alrededor de un cuerpo sólido, de modo que se genere un campo magnético considerable.
Cuando un objeto de hierro, níquel o cobalto es puesto en contacto con un imán por mucho tiempo, sus átomos se alinean temporalmente, permitiendo que por un tiempo se comporte como un imán. Por ejemplo, un clavo con el que se ha hecho un electroimán mantiene propiedades magnéticas cierto tiempo después de que se ha suspendido el paso de corriente por el alambre.
Toda la materia que conocemos está hecha de átomos, que consisten en electrones girando alrededor de un núcleo formado por protones y neutrones. Los electrones son la unidad fundamental de la electricidad, por lo que cuando se mueven en el núcleo generan una corriente que a su vez induce, o crea, un campo magnético. Los campos magnéticos de los átomos son muy pequeños pero si consideramos que cada objeto tiene millones de ellos veremos que con la suma de todos esos pequeños campos se formarían imanes fuertes con todos los objetos; si embargo no sucede así. Lo que pasa es que los campos magnéticos de unos y otros átomos se anulan por las diferentes direcciones de movimiento de los electrones. Sin embargo, materiales como el hierro, níquel, cobalto y algunas de sus aleaciones si pueden acomodar sus átomos de modo que se sumen sus campos magnéticos, formando así imanes.

Preguntas:

¿Por qué el clavo se vuelve imán?, ¿En qué ayuda la corriente?

Explicación:

En principio lo que pasa no es que el clavo se convierta en imán, sino que la corriente que pasa por el alambre genera un campo magnético igual al que existe alrededor de un imán. Esto se debe a que, por un fenómeno llamado inducción, siempre que tengamos una corriente tendremos un campo magnético; aunque si se trata sólo de una corriente el campo será débil, aunque si damos muchas vueltas al alambre cada vuelta representa una corriente que genera un campo que se suma a los de las demás vueltas, teniendo un campo más grande. A este tipo de arreglos se les llama embobinados.
Entre más paralelas, mejor pegadas estén las vueltas del alambre, más fuerte será el campo que generemos. También influirá la intensidad de la corriente que tengamos.

Diseño:

Dominio Público, Grupo ¡Eureka!

 

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