Campo magnético
30 Jun, 2013
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PDFDunha corrente
PRESENTACIÓN: Colócase un fío condutor aliñado sobre un pequeno imán en liña a súa vez co campo magnético terrestre. Cando flúe corrente eléctrica o imán cambia de orientación debido á superposición do campo magnético da corrente perpendicular a ela co campo magnético terrestre que xa había. Esa orientación cambia cando a corrente circula en sentido contrario.
- F = qv×B:v is with Respect to What?, Kent W. Scheller and, Thomas J. Pickett, Phys. Teach. 51, 169 (2013)
- A New Direction: How a Compass Pointed the Way to Clearing Up an Attractive Misconception , Tracy Hood, Phys. Teach. 50, 398 (2012)
INTRODUCIÓN: O descubrimento da existencia dunha forza entre cargas en movemento e imáns fíxoo accidentalmente en 1820 Hans Christian Oersted, un profesor danés de Física. Ao final dunha clase intentou demostrar a ausencia dunha relación entre a electricidade e o magnetismo mediante unha corrente que pasaba nas proximidades dunha agulla magnetizada. En palabras dun dos seus discípulos: “quedouse perplexo ao ver que a agulla facía unha gran oscilación”.
OBXECTIVO: Comprobar que a corrente eléctrica crea ao seu arredor un campo electromagnético.
MATERIAIS: pila, cable vermello, cable negro, 2 pinzas de conexión vermellas, 2 pinzas de conexión negras, compás.
MONTAXE: A cada cable conéctaselle en cada extremo unha pinza da súa correspondente cor, as pinzas negras no cable negro e igual coas pinzas vermellas e o cable vermello. Engánchanse os cables á pila, o negro no polo negativo e o vermello no polo positivo e se conectan os cables, polo extremo libre, entre si. Finalmente pásanse os cables por riba e a pouca distancia do compás. Si se pasa o cable vermello o compás vira cara a un lado e si se pasa o cable negro vira cara ao outro.
EXPLICACIÓN: Creando un circuíto simple cun xerador (pila) e uns cables unindo ámbolos dous polos, a corrente eléctrica que por eles flúe crea no seu movemento un campo magnético que exerce a súa acción sobre un compás cando se lle achega esta, provocando unha forza magnética que orienta o compás na dirección do campo magnético total (o creado pola corrente e mais o terrestre). Con esta experiencia, Oersted relacionou por primeira vez a electricidade co magnetismo.
CONCEPTOS: campo magnético, forza magnética, corrente eléctrica, magnetismo, imán.
MÁIS INFORMACIÓN:
TEXTOS:
- Tipler P.A. Física, Reverté, 2010.
- De Juana J.M., Física General, Pearson, 2009.
- Serway R.A, Jewett J.W., Física, Thomson-Paraninfo, 2010.
- Teplitz D., Electromagnetism. Paths to research, Plenum Press, 1982.
- Cheng D.K., Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería, Alhambra Mexicana, 1998.
ALUMNADO 2012-2013: Adrián Cancela, Adrián Carpintero, Bernardo Cendán, Pedro Pérez
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
64 responses to "Campo magnético"
Estoy segura de que este proyecto puede ser muy útil para el alumnado para visualizar conceptos como campo magnético, fuerza magnética, corriente eléctrica o magnetismo haciendo que el aprendizaje sea más completo y que además se puedan activar otros apartados como la creatividad abriendo la posibilidad de que además del aprendizaje puramente conceptual, creen sencillas situaciones donde dar uso práctico a esta experiencia.
Por otra parte, como vemos el material es muy asequible y fácil de llevar a cualquier clase por lo que, en mi opinión, los alumnos se motivarían mucho más que simplemente explicarle el mismo fenómeno de forma teórica.
Sí claro, este experimento histórico es realmente simple de reproducir y por lo tanto muy revelador. Incluso se puede estimar de forma aproximada el campo magnético terrestre calculando la deflexión del imán para una corriente conocida.
¡Lo de calcular el campo magnético terrestre me parece algo muy útil! Lo cierto es que nunca se me habría ocurrido utilizarlo para algo tan visual y que parece tan alejado de los contenidos meramente conceptuales a los que estamos acostumbrados.
Me encantan este tipo de experimentos históricos mediante los cuales se demuestra cómo se puede “engañar” a los sentidos. En este caso “engañamos” a la brújula, la cual nos orientaría con un Norte erróneo debido al campo magnético creado por una corriente eléctrica.
Hace tiempo que dejé de estudiar electricidad y no estoy seguro de que lo que voy a proponer ahora sea realizable, pero quizás se podría utilizar un montaje muy similar al que se propone en comentarios anteriores para calcular el campo magnético terrestre, solo que en este caso el objetivo sería medir la conductividad eléctrica de diferentes materiales. Se trataría de hacer varias experiencias, haciendo pasar la corriente eléctrica por cables de diferentes materiales. Si el material del que está hecho el cable es buen conductor de la electricidad, el paso de la corriente generará un campo magnético más grande, y por tanto una gran deflexión en el imán. Por el contrario, si el material es mal conductor, el campo magnético generado será más pequeño, y la deflexión del imán será menor. Así, los alumnos podrían comprobar de una forma más visual cuáles son los materiales que conducen bien la electricidad. Sería parecido al velocímetro que tienen los coches: cuanta más velocidad, más avanza la aguja; en este caso, cuanta más conductividad eléctrica tenga un material, más avanzará la aguja.
El experimento de Oersted ilustra de forma muy gráfica cómo el magnetismo y la electricidad están relacionados entre sí. Es sencillo gracias a esta experiencia explicarles a los alumnos que estos dos fenómenos tienen su origen en un movimiento de cargas.
O electromagnetismo é unha rama da física que estuda e unifica os fenómenos eléctricos e magnéticos nunha soa teoría, cuxos fundamentos foron sentados por Michael Faraday e formulados por primeira vez de modo completo por James Clerk Maxwell. A formulación consiste en catro ecuacións diferenciais vectoriais que relacionan o campo eléctrico, o campo magnético e as súas respectivas fontes materiais (corrente eléctrica, polarización eléctrica e polarización magnética), coñecidas como ecuacións de Maxwell.
O electromagnetismo é unha teoría de campos; é dicir, as explicacións e predicións que prevé baseanse en magnitudes físicas vectoriais ou tensoriais dependentes da posición no espazo e do tempo. O electromagnetismo describe os fenómenos físicos macroscópicos nos cales interveñen cargas eléctricas en repouso e en movemento, usando para elo campos eléctricos e magnéticos e os seus efectos sobre as sustancias sólidas, líquidas e gaseosas. O electromagnetismo esta considerado como unha das catro forzas fundamentais do Universo actualmente coñecido.
+ info na wikipedia
Neste documental, explica que é o Campo Magnético Terrestre. O vídeo explica porque se produce este campo magnético, como funciona e porque é indispensable para o mantemento da vida sobre o planeta terra.
Neste vídeo de Ciencia Nosa, Jorge Mira explícanos de xeito breve e moi lúdico, os principios básicos do electromagnetismo, a historia do seu descubrimento e as súas aplicacións.
Un hecho que me parece muy interesante en relación con el campo magnético terrestre y que quizás mucha gente desconozca es que existen muchos seres vivos que pueden detectar el campo magnético terrestre. esta capacidad les permite orientarse y realizar migraciones. este es el caso de la Tortuga Boba o la Mariposa Monarca pero también de las llamadas bacterias magnetotácticas. Estas bacterias poseen un magnetosoma que les permiten orientarse en la columna de agua en función del campo magnético. en el siguiente enlace se puede observar cómo este tipo de bacterias se ven afectadas en presencia de imanes.
Al hilo de este comentario me gustaría señalar también otros dos animales, muy importantes en nuestra vida cotidiana que también usan el campo magnético terrestre para migrar y orientarse. Uno son los salmones que utilizan el campo magnético para orientarse y regresar a desovar siempre en el mismo río dónde nacieron. Otro son las palomas, que son capaces de detectarlo y orientarse en el espacio incluso con los ojos cerrados. Por ello se usaban antaño como mensajeras. Se hicieron experimentos basados en alterar el campo magnético cercano a estos animales para ver si se alteraba su orientación (experimentos iguales al expuesto pero, en vez de con brújula, con uno de estos animales) y se veía que estos se confundían. Esto se debe a que presentan en ciertas regiones cerebrales un órgano que contiene cristales de magnetita, los cuales se orientan en función del campo magnético. Los cambios en la orientación de estos cristales mandan señales al cerebro que permiten a los animales orientarse espacialmente.
Un hecho relacionado con el campo magnético terrestre, que todos conocemos y no todo el mundo comprende, son las auroras boreales. Este fenómeno ocurre cuando las partículas del viento solar, al contactar con la magnetosfera de la Tierra, son desviadas hacia los polos magnéticos. Allí, esta energía es acumulada hasta el momento en el que es liberada en al ionosfera terrestre, produciendo los efectos visuales que conocemos.
Esta explicación puede encontrarse más detallada en el siguiente enlace de wikipedia.
El campo magnético terrestre sufre inversiones magnéticas periódicas, esto es, el polo norte magnético y el sur se intercambian. estos eventos, que pueden durar cientos de miles de años, a menudo implican un descenso prolongado de la fuerza del campo magnético seguida por una recuperación rápida después de que la nueva orientación se ha establecido. No está claro el porque ocurren, existen diversas hipótesis pero ninguna cuenta con consenso.
Estas inversiones magnéticas se han detectado gracias a estudios geológicos de diferentes materiales. Uno de los casos más conocidos está relacionado con las dorsales oceánicas y la expansión de los fondos marinos. A medida que los materiales salen del manto a través de las dorsales, van solidificándose, orientando su contenido ferromagnético dependiendo del campo magnético terrestre. De esta forma, se observan bandas con orientaciones diferentes.
En el siguiente enlace se puede obtener más información. Y aquí una página enfocada a ser utilizada en clase.
Uno de los usos más interesantes del magnetismo en la historia tecnológica actual es el almacenamiento de información vía grabación magnética. la cual se realiza en cintas magnéticas, discos flexibles (floppy disks) y discos duros. Una cabeza de grabación convencional consiste en un material magnético de alta permeabilidad alrededor del cual pasa una corriente por un alambre. El campo magnético en la brecha magnetiza el medio magnético en dirección del campo. Cambiando la dirección de la corriente se pueden magnetizar diferentes regiones del medio en direcciones opuestas y por tanto se tiene un código de información binario. Para leer esta información se mueven la cabeza y el medio en relación una al otro y al interceptar la cabeza al campo magnético del medio se generan pulsos eléctricos por la ley de Lenz. En todos los medios de grabación los parámetros importantes son la densidad de información, la razón de transferencia de datos y, por supuesto, el costo. Entre los factores que limitan estos parámetros, especialmente el primero, está la interacción entre la cabeza y el medio. Esto se debe a que el campo magnético no puede ser enfocado y, por lo tanto, para aumentar la densidad de grabación se necesita acercar la cabeza al medio, causando problemas graves. Para subsanar estos problemas se han usado partículas alargadas de Fe2O3. Para mejorar todavía más la grabación se incluyen partículas de óxido de cromo o cobalto
Ola!
Como noutros casos tratarei de relaciona-lo fenómeno físico tratado coa actividade dun animal, neste caso vai de aves, en concreto de pombas.
Para non extraviarse, o home inventou a brúxula e moito máis tarde o XPS, pois ben, outra vez a natureza gañounos pola mán, xa que estes dous artefactos xa os tiñan “inventados” moitos animais migratorios, e un dos máis coñecidos son as pombas mensaxeiras que, como moitos outros, posúen magnetorreceptores que lles permiten detectar a dirección e sentido do campo magnético terrestre.
Aínda que todavía hai discusións sobre este aspecto, unha das teorías aceptadas é que as pombas posúen na súa cabeza unhas incrustacións minerais de magnetita, un óxido de ferro moi sensible ao campo magnético terrestre, que lles permiten “debuxar” no seu cerebro un mapa magnético mediante o que se orientan e establecen unha ruta concreta da volta ao pombar.
Neste vínculo poderás ver un pequeño video sobre as pombas mensaxeiras.
Muy llamativos los efectos magnéticos aplicados a los ferrofluidos hechos con un aceite vegetal y partículas muy pequeñas de hierro. Se puede ver como hacerlo en el vídeo.
Con este experimento sencillo pueden visalizar los alumnos que el campo magnetico y la corriente electrica están estrechamente relacionados, idea que les cuesta mucho visualizar y que no suelen comprender hasta que no lo observan
Sen dúbida, un dos efectos máis espectaculares da existencia do campo magnético terrestre é a formación das auroras boreais e austrais, nos polos norte e sur, respectivamente. Son o resultado do choque de partículas solares cargadas co campo magnético terrestre. Proxectar algún vídeo curtiño ou algunhas fotos no inicio da clase na cal se vaia explicar o campo magnético podería ser un bo xeito de atraer a atención do alumnado.
As propiedades magnéticas dos minerais teñen diversas utilidades na xeoloxía.
Unha das máis interesantes é o estudio do magnetismo dos minerais formados no pasado para coñecer os cambios no campo magnético terrestre: o paleomagnetismo.
Aquí tedes un vídeo moi ilustratuvo!
Dicha experiencia resulta de muy fácil aplicación. Esta se puede aplicar desde alumnos de 3º ESO hasta 2º de bachillerato, con la consecuente adecuación del nivel. Dicha experiencia permitiría introducir contenidos que permitan a los alumnos desde: comprender e construir un compás elemental que permita localizar el norte utilizando el campo magnético hasta comprender y poder comprobar que las corrientes eléctricas generan campos magnéticos, relacionando así las cargas en movimiento con dichos campos, etc. En los siguientes enlaces, portales educativos, se encuentra unas simulaciones interactivas sobre los campos magnéticos.
Actividad muy adecuada en 3º de la ESO para introducir el bloque 4: El movimiento y las fuerzas. Los alumnos entenderán con esta experiencia los conceptos de campo magnético, corriente eléctrica, imán…
En este vídeo de youtube se nos explica como construir una brújula casera de forma detallada. Esta sería una experiencia muy interesante para que los alumnos y alumnas conozcan el funcionamiento de la misma.
Este experimento me parece una actividad excelente para introducir en el aula los conceptos de campo magnético, magnetismo, corriente eléctrica…. lo cual encaja perfectamente en el currículum de física y química de 3º de la E.S.O. dentro del bloque 4, el movimiento y las fuerzas.
Otro ejemplo práctico sobre campos magnéticos es la desviación magnética que ocurre en los barcos y aviones como un error inducido en la brújula por campos magnéticos locales. Esto es, como los barcos y aviones se encuentran formados por grandes masas de metal con una firma magnética propia, se produce una diferencia angular entre el Norte magnético y la aguja de la brújula debido a fuentes cercanas de hierro. Los errores de la desviación causados por el magnetismo en la estructura del barco se reducen al mínimo colocando exactamente pequeños imanes y compensadores de hierro cerca de la brújula, específicos para cada barco/avión, y que cada cierto tiempo hay que comprobar que no se han descompensado. Estos medios de transporte incorporan en la actualidad métodos de navegación más avanzados, como el GPS, que no se ven afectados a la desviación magnética; por lo que constituyen una herramienta perfecta para comprobar la desviación. El primer marinero del que se tiene constancia que se dio cuenta de este suceso fue el explorador Joao de Castro en 1538, el cual observó como muchos otros objetos (botones metálicos de la ropa, el soporte exterior de la brújula) eran a menudo fuentes de desviación de los barcos.
Qué sucede con las lineas de campo magnetico si se intercambia la conexion a los polos de la pila?
Al intercambiar los polos la corriente cambia de sentido y el campo también, de dextrógiro a levógiro.
Al igual que ha indicado Alejandro sobre el fondo oceánico que se genera en las dorsales también ocurre lo mismo cuando la lava fundida de un volcán sale al exterior, al solidificarse formando rocas. Tal y como explica la NASA en la página web que indico al final de mi comentario, en la mayoría de los casos se trata de una roca negra conocida como basalto, que es débilmente magnética, y su magnetización se produce en la dirección de la fuerza magnética local en el momento en que se enfría.
Por lo tanto, si un volcán ha producido varios flujos de lava en períodos pasados, los científicos pueden analizar la magnetización de diferentes flujos (ya que se puede medir con instrumentos) y a partir de ahí se puede reconstruir como ha variado en el pasado el campo magnético local de la Tierra.
Así pues, este proceso es otra prueba de que existieron tiempos en que la magnetización tenía una dirección opuesta a la actual. Aunque se propusieron todo tipo de explicaciones para ello, al final solo una superó todas las pruebas, la que en un remoto pasado, realmente, la polaridad magnética de la Tierra estuvo invertida algunas veces.
Interesante web de la NASA sobre las Inversiones Magnéticas y la Deriva Continental.
Levando o campo magnético dunha corriente ao terreo da clínica atopamos os magnetocardiogramas (MCGs). A magnetocardiografía é unha técnica non invasiva que permite detectar os impulsos electromagnéticos do corazón. Os sensores magnéticos dos MCGs, os SQUIDs, son detectores extremadamente sensibles que permiten medir os campos magnéticos que se xeran debido a actividade eléctrica do corazón.
Como vantaxes sobre o electrocardiograma (ECG), o MCG permite medir a actividade eléctrica do corazón sen necesidade de colocar eléctrodos sobre a pel do paciente. Ademais, o MCG tamén permite medir a frecuencia cardíaca fetal MCGf sen necesidade de ter que colocar eléctrodos sobre o abdome da nai.
No seguinte artigo faise unha comparación do MCG fronte ao ECG:
Smith FE, Langley P, van Leeuwen P, Hailer B, Trahms L, Steinhoff Uwe, et al. Comparison of magnetocardiography and electrocardiography: a study of automatic measurement of dispersion of ventricular repolarization. Europace. 2006; 8 (10): 887-93.
Neste artigo fan unha comparación entre técnicas biomagnéticas con métodos bioeléctricos:
Sosa M, Bernal JJ, González JL, Gutiérrez G, Vargas M. Técnicas biomagnéticas y su comparación con los métodos bioeléctricos. Rev. Mex.Fis. 2002; 48 (5): 490-500.
Como se ha mencionado en comentarios previos, el campo magnético terrestre provoca múltiples procesos, por ejemplo, los efectos electromagnéticos en la magnetosfera protegen a la Tierra de los vientos solares; el campo magnético también permite a los humanos orientarse a través del uso de brújulas, pero también afecta a la orientación de aves y mamíferos marinos. También determina la orientación de los minerales ferromagnéticos en las rocas formadas en las dorsales o volcanes. El campo magnético es variable, y las causas de dichas variaciones pueden ser causas internas o externas (ajenas a la Tierra). Se consideran causas externas las variaciones diurnas, que tienen un carácter periódico, y las tormentas magnéticas, que tienen lugar en la superficie solar. Sin embargo, estas causas externas son breves en el tiempo. Por otra parte, entre las causas internas encontraríamos variaciones débiles producidas en el campo magnético como consecuencia de la deriva polar o variaciones más fuertes que producen inversiones del campo magnético terrestre. Estas últimas son la base para los estudios de paleomagnetismo. Las causas internas son más duraderas en el tiempo.
Despois deste experiemento sempre paga a pena facer a experiencia contraria cun xerador eléctico, onde é o movemento dun imán o que xera a corrente eléctrica.
Despois deste experiemento sempre paga a pena facer a experiencia contraria cun xerador eléctico, onde é o movemento dun imán o que xera a corrente eléctrica.
Afondando nos comentarios realizados en anteriores comentarios sobre o campo magnético terrestre, gustaríame deixar información sobre a magnetita, composto químico que posúen as aves e que lles permite guiarse nas súas grandes migracións. Nos seguintes enlaces pódese ler máis información.
É abraiante como un ave de escasos meses que migra soa pode atopar a individuos da súa propia especie a milleiros de km sen que ningún outro exemplar a acompañe e sen ter aprendido esa ruta previamente.
Recuerdo estudiar el campo magnético y la inducción de campo magnético y que todo me parecía muy abstracto, casi mágico. Este experimento muestra muy bien cómo una corriente genera un campo magnético que al sumarse al terrestre modifica la brújula.
La ley de Ampère permite explicar el fenómeno mostrado en el experimento, que en muchas ocasiones resulta de difícil comprensión para los alumnos. Otro experimento que se puede realizar para demostrar que existe una relación entre corriente eléctrica y campo magnético es el que muestra este vídeo.
El experimento es súper ilustrativo y muy interesante para poder tener una observación de conceptos “abstractos” como el magnetismo, corriente eléctrica, fuerza magnética, campo magnético y electromagnetismo. Para hacer más interactivo el experimento añadiría la idea mencionada por Uxía, de que los alumnos realicen una brújula casera y observen en ella el fenómeno. También mencionar que hay disponible en la web PHET de la UColorado una simulación del experimento, que también sería de gran utilidad en el aula. El campo magnético está presente a nuestro alrededor constantemente como muestran los comentarios de anteriores, parece que mires donde mires ahí está.
Con el presente tema del magnetismo, me ha venido a la cabeza como a Uxía, las bacterias magnetotácticas. Estos microorganismos se orientan y migran a lo largo de las líneas del campo geomagnético, capacidad que presentan gracias a unas estructuras magnéticas intracelulares, los magnetosomas. En el siguiente artículo tenéis más información. Actualmente se están estudiando en profundidad por sus posibles aplicaciones en la nanotecnología , como mencionan la profesora de la Universidad del País Vasco María Luisa Fernández en su artículo “Estas bacterias pueden ser un robot natural para ser utilizadas como agentes terapéuticos en la hipertermia magnética.” Más información sobre su grupo y de investigación.
La constelación de satélites SWARM ha detectado un área donde el campo magnético se está debilitando gradualmente, entre África y Sudamérica, se la conoce como la “anomalía del Atlántico Sur”. En 50 años ha disminuido de 24.000 a 22.000 nanoteslas, y su área ha aumentado. Este fenómeno viene a apoyar la idea del comportamiento dinámico del campo magnético terrestre, que en estudios anteriores se comprobó que ha disminuido un 9% a nivel global, aparte de la gran velocidad a la que cambia la posición del polo norte magnético. Es muy interesante que la “Anomalía del Atlántico sur” está poniendo al modelo actual contra las cuerdas, pues está en evolución un segundo mínimo, lo cual no puede ser explicado por el modelo del dipolo terrestre actual. Para más información os animo a consultar la noticia.
Las tortugas marinas utilizan los campos magnéticos de la Tierra para detectar las coordenadas de longitud y no sólo las de latitud, según un estudio de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (Estados Unidos) que se publica en la revista ‘Current Biology’.
Esta demostración es muy ilustrativa. Yo además (dependiendo del nivel académico) aprovecharía para contar la relación del campo magnético terrestre con algo tan espectacular como las auroras boreales!! “Las auroras boreales son uno de los mayores espectáculos de la naturaleza. Una aurora se produce cuando las partículas cargadas procedentes del Sol chocan con el campo magnético de la Tierra. Estas partículas procedentes del viento solar son guiadas por el campo magnético de la Tierra y se dirigen hacia los polos. Cuando esas partículas alcanzan nuestra atmósfera chocan con las moléculas de oxígeno y nitrógeno, excitando los átomos y haciendo que estos ganen un electrón. Transcurrido un rato, al liberarse de ese electrón, devuelven la energía adquirida en forma de luz. Esta luz puede producirse con distinta intensidad y longitud de onda, que afectan al color de la luz que vemos”.
Muy útil y práctico este experimento. Considero que es un básico muy necesario para impartir en los primeros niveles de educación secundaria de modo que todo el mundo pueda comprender cómo interaccionan la corriente eléctrica y los campos magnéticos. De este modo, les será fácil hacerse una concepción de cómo se produce la energía mecánica a través de la corriente eléctrica que atraviesa el motor de un taladro o una batidora, además de comprender cómo se produce corriente eléctrica a partir de la energía mecánica producida por diversas fuentes de energía.
Experimento muy ilustrativo para explicar la ley de Ampère, ya que normalmente al alumnado le cuesta comprender la relación existente entre la corriente eléctrica y un campo magnético. Además, puede ser útil para explicar el campo magnético terrestre. A continuación, dejo otro vídeo que puede ser interesante para explicar el campo magnético terrestre de forma sencilla a los alumnos de secundaria.
Otro gran mito que existe en general sobre la concepción de cómo fluye la energía a través de un circuito eléctrico (y en el que yo mismo he caído durante mucho tiempo porque nadie me lo había explicado antes), es el de identificar a los electrones que fluyen a través de un cable como únicos responsables, sin tener en cuenta a los campos electromagnéticos. En este vídeo se da una explicación más detallada y se plantea la pregunta de cuánto tardaría en encenderse una bombilla de un supuesto circuito cuya batería estuviera a una distancia de 0,5 segundos luz de la bombilla. No haré “spoiler” de la respuesta, pero sí que daré una pista diciendo que piensen en los cables que atraviesan el océano.
El experimento es muy sencillo pero sirve para relacionar dos conceptos que ya por sí solos les cuesta entender al alumnado. La electricidad y el magnetismo requieren de cierta abstracción para su comprensión. De esta forma, mostramos al alumnado de una forma muy fácil y económica la relación entre estos dos campos. Por otro lado, es un buen ejemplo de cómo ciertos descubrimientos históricos fueron descubiertos por casualidad. Es una buena ocasión para infundir en el alumnado espíritu observador y crítico con aquellas cosas que no entienden. Aplicar el método científico será muy útil para ellos en muchos ámbitos de la vida para analizar situaciones complejas y sacar sus propias conclusiones.
Un experimento similar puede hacerse con un electro imán y virutas metálicas, para ver la dispersión del campo.
En esta experiencia sencilla sirve para demostrar la fuerza resultante de la interacción de una corriente eléctrica continua y un campo magnético. Se pueden probar todas las combinaciones posibles de orientaciones del imán y de sentido de la corriente (cambiando la polaridad de la pila) para así observar la dirección y el sentido en el que aparece la fuerza que desvía el columpio. Excelente para aplicar la regla de la mano derecha de forma práctica.
Como se comenta en la introducción de este experimento, el descubrimiento de una fuerza entre cargas eléctricas en movimiento e imanes corrió a cargo de Hans Christian Oersted (1777-1851). El científico británico inglés Michael Faraday (1791-1867), coetáneo de Oersted, fue capaz de juntar el magnetismo y la electricidad para crear movimiento. En este corto vídeo () se muestra como elaborar un sencillito motor con tan solo unos imanes (campo magnético), una pila (campo eléctrico) y un cable. Lo que más me gusta del vídeo es que el experimento se realiza con niños muy pequeños y puedes ver como se quedan alucinados con una simple demostración. Estas cosas demuestran el gran potencial que puede tener un docente para sorprender y estimular a su grupo de alumnos.
La relación entre el magnetismo y la electricidad permitió el desarrollo de la tecnología moderna, al permitir generar electricidad mediante el movimiento de las turbinas y su aprovechamiento por medio de los motores eléctricos. Dejo un enlace en donde está bien explicado el funcionamiento de un motor eléctrico, dónde se aprecia la importancia que tiene la relación entre los campos magnéticos y los eléctricos en el aprovechamiento de la energía.
Una forma muy sencilla de hacer una brújula casera sería: con un trozo de tapón de corcho, una aguja, un imán y un pequeño recipiente con agua. Se corta un disco de corcho y se atraviesa con la aguja. Se pasa la punta de la aguja unas cuantas veces por el imán para así imantarla. A continuación se coloca el corcho flotando sobre un recipiente con agua. La aguja marcará el norte:)
La fuerzas “ocultas” de la naturaleza a veces son difíciles de ver a través de experimentos en el agua y con tapones pueden ayudar mucho.
A brúxula creouse en China aproximadamente no ano 1000 a.C. Este invento consiste nunha agulla magnetizada que pode xirar libremente, ó colocala nun campo magnético xira e orientase na dirección do campo. A Terra funciona como un imán xigantesco, polo que a agulla sempre estará orientada hacia os polos terrestres, sabendo desta maneira donde queda o norte e o sur. Neste vídeo explícase como crear na casa de maneira sinxela unha brúxula que podemos utilizar para os nosos experimentos na aula.
Una herramienta que a lo largo de los siglos ayudó a los navegantes a llegar a buen puerto allende los mares. Experimento sencillo y práctico que nos muestra cómo funciona el electromagnetismo de la tierra. A qué se atribuye? Al efecto combinado de la rotación planetaria y el movimiento del hierro fundido en el núcleo del planeta.
Este tema me recuerda a cuando en secundaria, en la asignatura de Tecnología, estudiamos sobre los imanes que hacen levitar a los trenes gracias a la superconductividad, ya que no ofrecen resistencia eléctrica. La levitación es característica de algunos materiales superconductores, haciendo que estos trenes magnéticos literalmente floten.
Experimento muy interesante para iniciarse en el mundo del electromagnetismo y entender el efecto de la corriente eléctrica sobre el campo magnético. Dualmente, creo que es muy interesante el siguiente experimento para entender el efecto contrario, el del efecto del cambio de campo magnético sobre la corriente eléctrica. Experimentos muy interesantes para que los alumnos se interesen por los fenómenos electromagnéticos y quieran profundizar en ellos, inclinándose por estudios superiores de ciencias o ingeniería.
Recordo o complicado que me resultou comprender estes conceptos no seu momento, e penso que na secundaria tería agradecido moito que o profesor realizase con nos este tipo de experimentos.
Con este experimento tan sencillo el alumnado puede visualizar la relación entre el campo magnético y la corriente eléctrica, algo que suele ser muy abstracto y dificil de comprender.
Experimiento moi visual para comezar a comprender os fenómenos do electromagnetismo, é un experimento perfecto para introducirnos neste mundo, aquí deixovos un video do Museo Virtual do CSIC demostrando Oersted con distintos tipos de brúxulas.
Normalmente el concepto de electromagnetismo puede llegar a ser difícil de comprender, sobre todo si nunca se ha estudiado antes. Como no es algo que se pueda ver, este tipo de experimentos ayudan a observar la influencia y creación de un campo magnético y a su vez mejorar la comprensión de este fenómeno. Parece magia, pero es electromagnetismo!!
Para contextualizar los campos electromagnéticos este experimento creo que puede suponer un punto de partida muy interesante puesto que contrapone un campo generado de modo natural por el magnetismo terrestre con un campo que nosotros generamos en el experimento al cambiar la polaridad de una corriente eléctrica. Permite que el alumno descubra la interacción entre ambos y se puede proponer como base para explicaciones más profundas de los campos electromagnéticos.
A partir de este experimento me puse a investigar que tipos de campos magnéticos existían, los podríamos diferenciar en dos grandes familias. Campos producidos por el ser humano y campos que se producen de forma natural, como por ejemplo el terrestre. También existen campos eléctricos que se diferencian de los campos magnéticos en bastantes aspectos. Para los que puedan estar interesados en saber esas diferencias os dejo un video muy ilustrativo que explica esas diferencias a través de experimentación.
Interesante experimento para llevar al aula y explicar como una corriente eléctrica genera un campo magnético y viceversa. Las líneas de campo magnético se encuentran en un plano perpendicular al cable. Si se invierte la dirección de la corriente, se invierte la dirección del campo magnético. Se trata de experimentos que no requieren gran esfuerzo y pueden resultar muy inspiradores a los alumnos.
É un experiemento moi sinxelo e permite comprender os conceptos de xeito rápido e fácil. Durante as prácticas do mestrado de profesorado vin como o meu titor lles ensinaba este experimento aos alumnos e quedaron impresionados de que funcionase de verdade o que levaban semanas estudando.
Un experimento muy básico y visual para ver como una corriente eléctrica genera una mágnética. Es un experimento sencillo de realizar en clase y ayudará a los alumnos a entender un principio muy importante dentro de diferentes ámbitos STEM como puede ser un motor.
En el siguiente enlace vemos un ejemplo de como engañar a una brújula. En ausencia de una corriente eléctrica las brújulas siempre apuntan al Norte, debido al campo magnético de la Tierra. Al conectar la batería a los cables se genera una corriente eléctrica, y esta a su vez genera un campo magnético que mueve la brújula.
Me parece una forma muy interesante de enseñar a nuestro futuro alumnado las relaciones que existen entre el campo magnético y el campo eléctrico. Una aplicación de este fenómeno que se emplea en la vida cotidiana podría ser un timbre como el que tenemos en casa y así puedan entender la necesidad de comprender estos fenómenos.
Experimento muy sencillo para enseñar y explicar como la corriente eléctrica genera un campo magnético y viceversa. El material empleado es muy fácil de conseguir y transportar además de barato. Con este experimento ellos con los conocimientos teóricos adquiridos previamente pueden comprobar como las líneas del campo magnético se encuentran en un plano perpendicular al cable. Si se invierte la dirección de la corriente, se invierte la dirección del campo magnético. Pueden comprobar a su vez que la intensidad del campo es directamente proporcional a la magnitud de la corriente. Es un experimento muy fácil de realizar por el alumnado y divertido.
Estoy completamente de acuerdo con Jennifer; este es un experimento sencillo y muy ilustrativo para explicar en el aula el campo magnético. El campo magnético tiene un papel fundamental en diversos aspectos de la ciencia, la tecnología y la vida cotidiana y su comprensión y manipulación son esenciales para avanzar en la investigación científica, desarrollar nuevas tecnologías y mejorar numerosos aspectos de nuestra sociedad.