Corrientes
26 Dec, 2012
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PDFE imáns
PRESENTACIÓN: Unha bobina pola que circula unha corrente compórtase como un imán creando un campo magnético cuxas propiedades dependen directamente da intensidade que a atravese.
- The Three-Pole Electromagnet, Thomas B. Greenslade Jr., Phys. Teach. 49, 496 (2011)
18 responses to "Corrientes"
El campo magnético que produce esta bobina es utilizado para transmitir electricidad de forma inalámbrica, como en el caso de los cargadores de los cepillos eléctricos. La base del cepillo eléctrico produce un campo magnético que está generado por la corriente eléctrica que circula por la bobina, este campo magnético produce corriente alterna al interaccionar con la bobina del cepillo, de esta forma se puede cargar el cepillo sin necesidad de enchufarlo directamente.
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Cuando la intensidad que atraviesa la bobina es suficientemente alta, el campo magnético puede atraer objetos, es decir, la bobina (un solenoide) funciona como un imán y da lugar a los electroimanes. Las líneas de fuerza del campo magnético generado se pueden observar fácilmente con partículas de hierro. Un electroimán se puede hacer conectando una bobina con una simple pila. Los electroimanes tienen muchas aplicaciones, por ejemplo se utilizan en grúas para transportar hierro y acero, en los trenes de levitación magnética, en medicina (resonancias magnéticas), o en informática (discos duros).
Para comprender de una forma realmente simple la relación entre el campo magnético y el número de espiras de un solenoide o bobina:
Se puede observar en el siguiente vídeo, sobre el minuto 12. Utilizando una pinza amperimétrica (un amperímetro
que no necesita conectarse en serie con la corriente), se comprueba visualmente que la intensidad aumenta con cada vuelta añadida al solenoide o que disminuye (anulándose) con cada vuelta añadida de forma invertida.
Los típicos timbres están constituidos por un electroimán. Podéis ver su funcionamiento en la ficha creada por unos estudiantes de la Universitat de València.
Me parece un experimento muy visual para comprender la relación entre electricidad y magnetismo y para explicar el campo de fuerzas que se crea alrededor de una bobina por la que circula una corriente. Se puede ver de forma inmediata aquello que muchos aprendimos sobre la regla de la mano derecha. Dejo aquí un artículo que habla sobre esto.
En la página web del MIM (Museo Interactivo Mirador, Chile), se puede apreciar in situ el fenómeno que se presenta en este experimento. Para los que nos queda lejos, he aquí el enlace donde se puede apreciar una fotografía del sistema (a gran escala) de un campo magnético generado por una bobina, así como una explicación de dicho fenómeno, de su fundamento y de su utilización.
Me surge la duda de si ¿así sería posible explicar el campo magnético terrestre con el Polo Norte y Sur magnéticos? ya que La Tierra se comporta como un imán gigantesco con sus respectivos polos magnéticos.
En relación con el comentario de Yedra, quería mencionar la capacidad que tienen algunos animales de orientarse en sus migraciones en base al campo magnético de la Tierra. Para leer más sobre este tema enlazo el siguiente trabajo.
Pódese recurrir a electroimáns en clases de tecnoloxía para empregar por exemplo como sensores de movemento.
É un experimento fácil de realizar e pódese levar a cabo en pouco tempo nunha clase de tecnoloxía, ademáis pódese controlar a intensidade da corrente cun arduino co que daría máis xogo.
El experimento es muy visual y fácilmente reproducible en el laboratorio, por lo que puede servir como complemento para explicar el fenómeno de la autoinducción (se produce un campo magnético que se opone a la causa que lo provoca). Además, también permite visualizar que las líneas del campo magnético son cerradas, por lo que no es un campo conservativo.
Esta me parece una experiencia interesante para usar de apoyo durante las explicaciones del efecto de la corriente en la asignatura de tecnología en 3º de eso. Además este campo magnético creado por la intensidad de corriente al circular a través de un solenoide tiene hoy más aplicaciones que nunca, dada la “necesidad” de las personas de eliminar los cables en los sistemas de transmisión de energía eléctricas, cargadores, cocinas de indución, etc.
Un gran experimento base que nos pode servir para deseñar algunha proposta innovadora que englobe distintos contidos presentes na asignatura de Tecnoloxía da ESO (por exemplo, en 4ºESO). Un posible experimento podería ser o deseño dunha bobina de Tesla onde mesturaríamos conceptos eléctrico-electrónicos con nocións básicas de programación: a) Contido B3.5 (montaxe de circuitos sinxelos). Montaxe dunha mini bobina de Tesla descrita no seguinte enlace; b) Contido B1.4 (Conceptos básicos e introducción ás linguaxes de programación). O control do transistor do circuito anterior sería realizado a través dunha plataforma de hardware libre (Arduino). Os alumnos deberían realizar un programa sinxelo que nos permitira controlar o fluxo de corrente suministrado á bobina. Deste xeito, a iluminación da bombilla podería ser modulada a través de dito control, e estariamos a facilitar a aprendizaxe de diferentes contidos didácticos nunha única experiencia a través dun mesmo proxecto.
Me parece realmente práctico hacer esta clase de demostraciones en las aulas para que los alumnos puedan ver estos detalles de la ciencia, que ayudarán a asimilar los conceptos teóricos. Para darles la oportunidad de que puedan “jugar” con la ciencia y en este caso con el electromagnetismo me pareció realmente útil este simulador, donde pueden estudiar las interacciones entre una brújula y un imán de barra, cómo pueden usar una batería y un alambre para hacer un imán, si se puede invertir el campo magnético o cómo hacerlo más fuerte.
Me parece realmente práctico hacer esta clase de demostraciones en las aulas para que los alumnos puedan ver estos detalles de la ciencia, que ayudarán a asimilar los conceptos teóricos. Para darles la oportunidad de que puedan “jugar” con la ciencia y en este caso con el electromagnetismo me pareció realmente útil este simulador, donde pueden estudiar las interacciones entre una brújula y un imán de barra, cómo pueden usar una batería y un alambre para hacer un imán, si se puede invertir el campo magnético y cómo hacerlo más fuerte.
Un experimento sencillo el cual se puede realizar en un sula de tecnología. Al ser un experimento muy visual captará la atención de los alumnos fácilmente.
Los simuladores nos ayudan mucho a experimentar de una forma sencilla desde nuestras casas sin necesidad de material pero poder verlo en un aula y variar factores para estudiar sus respuestas nos da mucho juego. Este sería fácil de reproducir en el aula y como comentan Pablo y José, el uso de un arduino para controlar la intensidad añadiría un plus en la explicación.
Unha aplicación pouco coñecida dos solenoides é a automobilística. Os solenoides forman parte dos sistemas de arranque dalgúns vehículos, sendo os responsables de enviar un sinal dende o interruptor de acendido ao motor de arranque para facer que este se poña en marcha. Deste xeito, ao xirar a chave de contacto do vehículo, o solenoide recibe unha corrente eléctrica que xera un campo magnético no solenoide, a partir do cal se transmite a corrente eléctrica da batería ao motor de arranque.