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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.
 
Materiales
 
 
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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INDICE DE PRACTICAS   (cada título es un hipervínculo)
Electrostática Circuitos Eléctricos Efectos Magnéticos de las Corrientes Ferromagnetismo Inducción de corrientes y aplicaciones tecnológicas
 
GUIAS DE BRICOLAGE
  En las secciones siguientes encontrarán planos e instrucciones para construir cada uno de los aparatos usados en este equipo.
 
Cargas por Fricción - Discos de Telgopor y Paño de Lana
Discos de Telgopor para determinar tipos y propiedades de las cargas electrostáticas

¿Cómo conseguir cargas por fricción y manifestar la atracción entre cargas iguales?

¿Cómo manifestar la repulsión entre cargas opuestas?

 
Electroscopio y varilla de vidrio
Electroscopio ¿Cómo detectar una acumulación de cargas?

¿Cómo averiguar si un material es realmente aislante?

¿Cómo saber si el aire está ionizado?

¿Cómo construir un Electroscopio?

 
Péndulo eléctrico
Péndulo eléctrico (sin médula de sauco)

 

¿Cómo manifestar visiblemente la inducción y atracción electrostática?

¿Cómo manifestar el reacomodamiento de cargas en un conductor?

¿Cómo construir un péndulo eléctrico?

 
Electróforo de Volta, Plancha de Telgopor y Paño de Lana
Electróforo de Volta, Plancha de Telgopor y Paño de Lana

 

¿Cómo producir y almacenar cargas eléctricas?

¿Cómo construir un Electróforo de Volta?

 
Molinete eléctrico
Molinete Electrostático

 

¿Cómo manifestar el efecto de las puntas?

¿Cómo construir un Molinete eléctrico?

 
Jaula de Faraday
Jaula de Faraday

 

¿Cómo es el campo eléctrico dentro del espacio rodeado por un conductor?

¿Cómo anular un campo eléctrico?

¿Cómo construir una Jaula de Faraday?

 
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Condensador Plano (la versión moderna de la botella de Leyden) ¿Cómo almacenar cargas eléctricas?

¿Cómo construir una botella de Leyden? ¿Cómo hacer lo mismo ocupando menos espacio?

 
Ping Pong eléctrico
Ping Pong Electrostático (modelo de transporte discreto de cargas)

 

¿Cómo visualizar el flujo de cargas?

¿Qué es una corriente?

¿Cómo construir un Ping Pong eléctrico?
(una demostración interesante del transporte discreto de cargas)

 
Circuitos eléctricos
Circuitos eléctricos básico en corriente continua y alterna ¿Cómo construir fácilmente circuitos eléctricos?
Hay que fabricar:

Multímetro: no hay más remedio que comprarlo hecho

 
Interacción entre corrientes de diferentes configuraciones geométricas
Soporte polifuncional para estudiar interacción entre corrientes con distintas config.ciones geométricas

 

¿Cómo construir un conjunto para estudiar las interacciones entre diferentes corrientes eléctricas?

Juego de conductores y bobinas para estudiar fuerzas magnéticas entre corrientes

 
Minibrújula Colgante

 

¿Cómo construir una minibrújula?

 
Espectro de Corrientes Rectilíneas
Espectro magnético de una corriente rectilínea

 

¿Cómo conseguir el espectro de una corriente rectilínea?

 
Espectro de Corrientes Circulares
Espectro magnético de una corriente circular

 

¿Cómo conseguir el espectro de una corriente circular?

 
Espectro de Bobinas planas dobles (tipo Helmholtz y de campos enfrentados)
Espectro magnético de dos bobinas en config.ción de Helmholz Espectro magnético de dos bobinas planas con corrientes circulando en sentidos contrarios

 

¿Cómo conseguir el espectro de un par de bobinas planas?

 
Espectro de un Solenoide
Espectro magnético de un solenoide

 

¿Cómo construir un Solenoide?

 
Espectro de un Solenoide Toroidal
Espectro magnético de un toroide

 

¿Cómo construir un solenoide toroidal?

 
Espectro de un Imán Permanente
Espectro magnético de un imán plano (nótese la similitud con el espectro de una bobina plana)

 

¿Cómo conseguir el espectro de un imán permanente?

 
Transformador
Transformador con núcleo móvil

 

¿Cómo construir un transformador de acoplamiento variable?

 
Levitador Magnético
Levitador magnético (transformador con secundario/s móviles en cortocircuito)

 

¿Cómo construir un Levitador Magnético?

 
Motor de inducción
Motor de inducción con campo rotante y Jaula de Ardilla

 

¿Cómo construir un motor de inducción? (sin escobillas)

 
Autoría
  Ing. Agustín J. Frascino - Córdoba - Argentina Las guías constructivas y de trabajos prácticos aquí presentadas fueron creadas por el Ing. Agustín J. Frascino (QEPD 15-II-08) con la ayuda del Ing. Sergio San Román con el objeto de fomentar el trabajo experimental en la Enseñanza de la Física, aún en los casos en que la escasez de recursos económicos parecerían forzar a docentes y alumnos a contentarse con clases de tiza y pizarrón.

Para quienes decidan armar algunos de los aparatos aquí propuestos, nos permitimos recordarles que bajo costo no significa baja calidad o montaje descuidado. Recomendamos trabajar con prolijidad, respetando las dimensiones y materiales indicados. Los resultados serán a menudo sorprendentes, y en el camino se habrá aprendido algo más que Física.

Estas guías pueden reproducirse libre y gratuitamente, con la sola condición de mencionar su procedencia y autoría.

 
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