2.9: Experimento de electromagnetismo

PARTES Y MATERIALES

• Batería de 6 voltios
• Brújula magnética
• Pequeño imán permanente
• Carrete de alambre magnético calibre 28
• Perno grande, clavo o varilla de acero
• Cinta aislante

Alambre magnético es un término para alambre de cobre de calibre delgado con aislamiento de esmalte en lugar de aislamiento de caucho o plástico. Su pequeño tamaño y aislamiento muy delgado permiten que muchos “giros” se enrollen en una bobina compacta. Necesitará suficiente alambre magnético para envolver cientos de vueltas alrededor del perno, clavo u otra forma de acero en forma de varilla.

Asegúrese de seleccionar un perno, clavo o varilla que sea magnético. ¡El acero inoxidable, por ejemplo, no es magnético y no funcionará con el propósito de una bobina de electroimán! El material ideal para este experimento es el hierro blando, pero cualquier acero comúnmente disponible será suficiente.

Referencias cruzadas

Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 14: “Magnetismo y Electromagnetismo”

Objetivos de aprendizaje

• Aplicación de la regla de la izquierda
• Construcción de electroimanes

Diagrama esquemático

Ilustracion

INSTRUCCIÓN

Envuelva una sola capa de cinta aislante alrededor de la barra de acero (o perno, o correo) para proteger el cable de la abrasión. Proceda a envolver varios cientos de vueltas de alambre alrededor de la barra de acero, haciendo que la bobina sea lo más uniforme posible. Está bien superponerse el alambre, y está bien envolver con el mismo estilo que un carrete de pesca envuelve la línea alrededor del carrete. La única regla que debes seguir es que todos los giros deben envolverse alrededor de la barra en la misma dirección (¡sin invertir de sentido horario a antihorario!). Encuentro que una taladradora funciona como una gran herramienta para enrollar bobinas: sujetar la varilla en el portabrocas del taladro como si fuera una broca, luego enciende el motor del taladro a baja velocidad y ¡deja que haga la envoltura! Esto le permite alimentar alambre sobre la varilla de una manera muy estable y uniforme.

Después de haber envuelto varios cientos de vueltas de cable alrededor de la varilla, envuelva una o dos capas de cinta aislante sobre la bobina del cable para asegurar el cable en su lugar. Raspe el aislamiento de esmalte de los extremos de los cables de la bobina para conectarlos a los cables de puente, luego conecte la bobina a una batería.

Cuando la corriente eléctrica pasa por la bobina, producirá un campo magnético fuerte: un “polo” en cada extremo de la varilla. A este fenómeno se le conoce como electromagnetismo. La brújula magnética se utiliza para identificar los polos “Norte” y “Sur” del electroimán.

Con el electroimán energizado (conectado a la batería), coloque un imán permanente cerca de un polo y observe si hay una fuerza atractiva o repulsiva. Invierta la orientación del imán permanente y anote la diferencia de fuerza.

El electromagnetismo tiene muchas aplicaciones, incluyendo relés, motores eléctricos, solenoides, timbres, mecanismos de impresora de computadora y cabezales de “escritura” de medios magnéticos (grabadoras de cinta, unidades de disco).

Es posible que note una chispa significativa cada vez que la batería se desconecta de la bobina del electroimán: mucho mayor que la chispa producida si la batería simplemente se cortocircuita. Esta chispa es el resultado de una sobretensión de alto voltaje creada cada vez que la corriente se interrumpe repentinamente a través de la bobina. ¡El efecto se conoce como “contragolpe” inductivo y es capaz de entregar una pequeña pero inofensiva descarga eléctrica! Para evitar recibir este choque, ¡no coloques tu cuerpo al otro lado de la rotura en el circuito al desenergizar! Use una mano a la vez cuando desconecte la bobina y estará perfectamente seguro. Este fenómeno se explorará con mayor detalle en el próximo capítulo (Circuitos CC).