Electro Iman

Materiales:

1- Un clavo de hierro de unos 7 u 8 centímetros de largo (u otra pieza de hierro de dimensiones similares).

2- Un par de metros de cable de cobre fino (el que se utiliza en un transformador, que tiene un aislamiento de barniz, puede servir perfectamente).

3- Cinta adhesiva.

4- Una pila.

5- Algunos clips comunes de alambre.

Introducción:

Un electro imán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente, que funciona como tal en la medida que pase corriente por su bobina (batería)

El tipo más simple de electroimán es un trozo de alambre enrollado. Una bobina con forma de tubo recto (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando además se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnéticos mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de material paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro dulce o ferrita, aunque también se utiliza el llamado acero eléctrico) dentro de la bobina. El núcleo concentra el campo magnético, que puede entonces ser mucho más fuerte que el de la propia bobina.

Los campos magnéticos generados por bobinas se orientan según la regla de la mano derecha. Si los dedos de la mano derecha se cierran en torno a la dirección de la corriente que circula por la bobina, el pulgar indica la dirección del campo dentro de la misma. El lado del imán del que salen las líneas de campo se define como «polo norte».

Además, dentro de la bobina se crean corrientes inducidas cuando ésta está sometida a un flujo variable. Estas corrientes son llamadas corrientes de Foucault y en general son indeseables, puesto que calientan el núcleo y provocan una pérdida de potencia de sí mismo

Objetivos:

Demostrar que una corriente eléctrica produciría un campo magnético.

Comprobar las características magnéticas que adquiere un núcleo de hierro no magnetizado cuando se coloca en a bobina o corriente eléctrica.

Marco teórico:

Para estudiar la relación que existe entre la corriente eléctrica y el magnetismo no hay mejor experimento que construir un electroimán.

Para construirlo basta con enrollar todo el cable sobre el clavo, de forma que las vueltas queden lo más apretadas posibles. Han de estar juntas, y si es posible, sin montarse unas sobre otras. Tenemos que dejar los extremos del clavo libres, y también unos cinco centímetros de cable sin enrollar en la primera punta. Una vez hecho esto, cubre el arrollamiento con cinta adhesiva, enrolla otra capa de cable y vuelve a cubrir con la cinta adhesiva. De acuerdo al grosor del calvo y del alambre, puede ser que te sobre algo de alambre. Si ese es el caso, corta y descarta el sobrante dejando los cinco centímetros de cable sin enrollar.

Seguidamente ya puedes conectar la pila a los dos extremos del cable.

Si arrimas el clavo a los clips veras como estos se “pegan” en el clavo. Si desconectas la pila, estos se caen. La explicación de este fenómeno es que el cable enrollado sobre el clavo es un solenoide. Cuando una corriente eléctrica lo atraviesa, el solenoide genera un campo magnético y actúa como un imán. El “núcleo” de hierro en su interior aumenta el poder del electroimán al concentrar las líneas de fuerza. Cuando se desconecta, el campo desaparece (aunque el clavo, dependiendo de su composición exacta, puede quedar ligeramente imantado).

Como funciona un electroimán

El material del núcleo del imán (generalmente hierro) se compone de pequeñas regiones llamadas dominios magnéticos que actúan como pequeños imanes. Antes de la corriente en el electroimán está activado, los dominios en el punto de núcleo de hierro en direcciones al azar, por lo que sus campos magnéticos pequeños se anulan entre sí, y el hierro no tiene un campo magnético de gran escala. Cuando una corriente pasa a través del alambre envuelto alrededor de la plancha, su campo magnético penetra en el hierro, y hace que los dominios de girar, alinear en paralelo al campo magnético, por lo que sus campos magnéticos diminutos añadir al campo del alambre, creando un campo magnético de gran que se extiende en el espacio alrededor del imán. Cuanto mayor es la corriente que pasa a través de la bobina de alambre, más los dominios alinear, y es la intensidad del campo magnético. Finalmente, todos los dominios están alineados, y nuevos aumentos en corriente sólo causar ligeros aumentos en el campo magnético: este fenómeno se denomina saturación. Cuando la corriente en la bobina está desactivada, la mayoría de los dominios de perder la alineación y volver a un estado aleatorio y desaparece el campo. Sin embargo algunos de la alineación persiste, ya que los dominios tienen dificultades para girar su dirección de magnetización, dejando el núcleo de un imán permanente débil. Este fenómeno se llama histéresis y el campo magnético restante se llama magnetismo remanente. La magnetización residual del núcleo se puede eliminar por desmagnetización.

Conclusión:

El electroimán fue desarrollado por el inglés, William Sturgeon, el 1823. El cual, junto con otros personajes de la época, lograron desarrollar varios adelantos en el campo de la electricidad en el siglo XIX.

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