Ferromagnetismo - Electroimanes - Módulo XXVIII.

En este trabajo observaremos cómo se modifica la intensidad del campo producido por un solenoide cuando disponemos material magnético en su interior.

Operaciones.

Conecte la bobina a la fuente, apagada, disponiendo esta en CC a 4V
Disponga la brújula sobre la mesa, y aleje de ella todo objeto metálico. Observe cómo se orienta en el campo terrestre
Coloque la bobina de modo que su eje esté sobre la normal a la aguja.
Haga circular corriente y regule la distancia hasta que la aguja desvíe un pequeño ángulo (entre 5 y 10º) respecto a su posición primitiva
Introduzca el núcleo en la bobina y observe si se modifica la posición de la aguja
Pruebe si al circular corriente el conjunto bobina-núcleo actúa como un imán tratando de atraer pequeños objetos de hierro, tales como clavos, tornillos, tuercas o arandelas. Verifique si entre estos elementos puede formarse una cadena magnética
Compruebe si varía el poder de atracción modificando la tensión a valores mayores (6, 8 y 10V). Use el electroimán por períodos breves

Cuestionario.

Suponga que el campo terrestre es el campo unidad. ¿Podría deducir el valor del campo de la bobina (con o sin núcleo) midiendo la desviación producida? ¿Cómo haría el cálculo?
¿Hay diferencia en el comportamiento de la aguja al introducir material magnético en la bobina?
¿Qué diferencia existe entre un imán permanente y un electroimán?
¿Se puede formar una cadena magnética? ¿Cómo lo explica?

Referencia teórica.

En el módulo anterior se ha expuesto la teoría de las corrientes superficiales de los imanes. Ello sería también aplicable en este caso: la magnetización del hierro por un campo externo produce el mismo efecto; pero ahora, al campo producido por la bobina se suma el de las corrientes superficiales. Esto explicaría convenientemente por qué se refuerza el campo original cuando se introduce material magnético en él.

Tomando como referencia el campo terrestre, puede calcularse la relación entre el producido por la bobina con núcleo y el producido por la bobina sin núcleo:

Bv = Bt . tg alfa ; B´v = Bt . tg alfa´

luego:

B´v/Bv = tg alfa´/tg alfa = n

bien:

B´v = n . Bv

donde n nos indica cuántas veces ha aumentado la intensidad del campo magnético en el lugar donde se encontraba la brújula, al haber introducido material magnético en la bobina.

El comportamiento del electroimán es idéntico al del imán permanente. Su diferencia estriba en que el electroimán ejerce fuerzas magnéticas sólo cuando circula corriente por él.

La cadena magnética se explica porque una pieza de hierro, magnetizada por el electroimán, se convierte en otro imán (mientras circule corriente) y es capaz, a su vez, de atraer a otras piezas de hierro.

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