Experiencias magnéticas e

electromagnéticas

IES «Ramón Mª Aller Ulloa – Lalín»

A forza electromagnética é unha das 4 forzas

fundamentais da natureza.

MAGNETISMO

Interacción Intensidad

e Relativa

Alcance Partícula

Mediadora

Forte 1 Corto Gluón

Electromagnética 0.0073 Longo Fotón

Débil 10-9 Moi

Corto

W,Z

Gravitacional 10-38 Longo Gravitón

Experiencia 1: Canón de Gauss

Este dispositivo utiliza unha sucesión de imáns e bólas para

acelerar magneticamente un proxectil, neste caso unha bóla de

aceiro.

O deseño deste canón baséase no péndulo de Newton, no que

unha serie de bolas que están en contacto transmiten o impulso

dunha que golpea na primeira ata a última, que sae disparada.

Neste experimento o impulso inicial é aportado por

unha bola atraída por un imán que transmite o

impulso a última de varias que están unidas por

unha forza magnética, facendo que a ultima saia

disparada a vez que é atraída polo imán seguinte.

Así prodúcese unha reacción en cadea que vai

acelerando as bolas ata que a última sae

disparada.

O magnetismo da terra

Outros corpos celestes coma á lúa ou Marte

que non teñen un núcleo fluído non teñen un

campo magnético que os protexa.

A terra ten un poderoso campo magnético, compórtase coma

se fose un enorme imán.

Este comportamento da terra débese a que no seu núcleo exterior

prodúcense movementos de metais, principalmente ferro fundido.

O coñecemento da orientación do campo magnético da terra permite que

nos poidamos orientar utilizando un compás.

O polo norte do compás é atraído dende o polo norte

da terra porque alí esta o polo sur magnético da terra.

O magnetismo da terra

O magnetismo do planeta protexe o ADN humano dos

perigosos Raios Cósmicos

O Campo Magnético da terra

interactúa coas partículas do

vento solar e co campo

magnético do sol, xerando

efectos luminosos como as

auroras boreais e austrais.

Nos últimos 100 000 000 de anos os polos da terra invertéronse 200 veces

Experiencia 2: Compás caseiro

Un compás está formado por unha agulla imantada que xira, co mínimo

rozamento, arredor dun eixe. Esta agulla acóplase co campo magnético

terrestre, de tal maneira que a parte da agulla orientada cara ao norte

correspóndese co seu polo norte magnético.

A construción dun compás caseiro é sinxela, hai que usar un obxecto magnetizado:

un imán ou unha agulla imantada por rozamento durante 15 ou 20 segundos

contra un dos polos do imán (se queremos que a punta indique ao norte debemos

rozala co polo sur do imán).

A continuación colocámola sobre un

elemento xiratorio con moi pouco

rozamento. Neste caso un disco de

cortiza que flota sobre auga.

Imáns permanentes

• Os imán son coñecidos desde a antigüidade.

• Un imán posúe dous polos, norte e sur.

• Se se parte un imán pola metade non se illan os polos,

senón que se obteñen dous novos imáns con un par de

polos cada un: non se pode ter un polo illado do outro.

Interacción entre polos magnéticos.

Polos magnéticos iguales repélense e polos magnéticos distintos atráense

Imáns permanentes

Os imáns permanentes poden clasificarse en catro tipos:

• Neodimio-ferro-boro : potentes e difíciles de desmagnetizar

• Samario-cobalto: potentes e difíciles de desmagnetizar

• De cerámica ou ferrita :bastante potentes e difíciles de

desmagnetizar

• Alnico : desimántanse con facilidade

Experiencia 3: O lapis máxico

Esta montaxe está formada por

unha estrutura realizada en

Madeira.

Esta estrutura serve para situar a

unha altura precisa un imán e

conseguir que un lapis se

manteña en posición vertical coa

punta afiada apoiada sobre un

disco metálico prateado

Materiais e magnetismo

Materiais ferromagnéticos: ferro, níquel, cobalto

Adquiren propiedades magnéticas ao sometelos a un campo magnético

e manteñen esa característica ao retirar ese campo indutor.

Materiais paramagnéticos: magnesio, titanio,..

Adquiren propiedades magnéticas ao sometelos a un campo magnético

e manteñen pero PERDEN esa característica ao retirar ese campo

indutor.

Materiais diamagnéticos: cobre, aluminio,grafito, silicio..

NON Adquiren propiedades magnéticas ao sometelos a un

campo magnético pero poden repeler ou reaccionar

contra o campo indutor provocando fenómenos de

levitación..

Experiencia 4: Levitación diamagnética

Nun principio os motivos poden ser dous:

• Xeración dun campo magnético oposto ao do imán por efecto da indución

electromagnética de Faraday-Henry e a lei de Lenz.

• Diamagnetismo. Algúns materiais, entre eles o cobre, cando se colocan no

interior dun campo magnético, magnetízanse en sentido contrario ao campo.

Os materiais que teñen esta propiedade denomínanse diamagnéticos.

Este experimento servirá para deducir cal dos dous fenómenos mencionados ten

máis influencia no retardo da caída dos imáns.

Caída retardada dun imán de

neodimio polo interior dun tubo de

cobre.

A experiencia repítese cun tubo

pechado e un aberto cun corte

lonxitudinal, compáranse as

velocidades de caída e reflexiónase

sobre os motivos do retardo.

Electromagnetismo

En 1820 o científico danés Hans Cristian Oersted descubriu

o electromagnetismo, fenómeno polo cal, unha corrente que

circula por un condutor xera un campo magnético arredor

del e cuxas liñas de forza seguen a regra da man dereita ou

do sacacorchos.

Solenoide / Bobina: Ao envolver o

condutor sobre si mesmo o efecto

magnético do condutor refórzase.

Electroimán : Ao introducir no

solenoide un núcleo de ferro o

efecto magnético refórzase

enormemente.

Experiencia 5: Experiencia de Oersted

A experiencia que se realiza é a mesma que, segundo contan as crónicas,

realizou Oersted.

Faise circular unha corrente por un condutor conectado a unha pila

de 4,5 ou 9 voltios e sitúase nas proximidades del un compás. A agulla

imantada do compás xira polo campo magnético provocado pola corrente

eléctrica no sentido das

liñas de forza do campo.

Electroimáns

Electroimán : Un electroimán é pois un dispositivo que se

comporta como un imán cando se alimenta con corrente

eléctrica.

Trátase de un dispositivo magnético regulable no que se

cambia a polaridade cambiando o sentido da corrente.

O motor eléctrico

Un motor eléctrico é unha máquina que transforma enerxía eléctrica en enerxía

mecánica (movemento).

O movemento do motor baséase na

repulsión e atracción oportunamente

sincronizada dos imáns e electroimáns que

forman parte das partes móbiles e

estáticas do mesmo.

A electricidade que alimenta o motor vaise

transformar con bobinados de cobre en

campos magnéticos cambiantes. Estes

campos magnéticos van producir

movemento por atracción e repulsión

magnética

Experiencia 6: Motor simple con pila cilíndrica

Este é, probablemente, o motor de funcionamento

continuo máis simple que se pode construír.

Unha pila cilíndrica en vertical serve de apoio e

guía a un condutor que ten a forma adecuada para

que xire á vez que conduce a corrente entre

o positivo e o negativo da pila.

O campo magnético que se produce fai que o

condutor interactúe cun imán sobre o que se apoia

a pila.

Cando a espira condutora toca no imán, pegado no

polo positivo da pila, pasa a corrente e créase un

campo magnético arredor do condutor que o

impulsa.

Experiencia 7: Motor simple 2

Este motor está constituído por unha bobina con unhas poucas espiras que xira

apoiada sobre dous clips que están enganchados a unha pila de petaca.

O obxectivo desta práctica é que se comprendan e se aplique o principio do

electromagnetismo á construción dun motor eléctrico.

A sinxeleza desta máquina favorece a comprensión do fenómeno.

Experiencia 8: Motor Mendocino (Motor de enerxía fotovoltaica con rotor levitante)

Este motor está movido pola enerxía eléctrica xerada nas células fotovoltaicas

montadas no rotor, un rotor cadrado cunha célula en cada unha das

caras. As placas solares están conectadas por parellas a cada unha das dúas

bobinas das que consta o motor. Ao circular corrente polas bobinas, xérase un

campo magnético que se acopla cun imán permanente situado no estator (base).

Para poder utilizar células

fotovoltaicas de pequena

potencia substitúense os

apoios do motor por campos

magnéticos facendo que o

rotor levite sobre o estator.

Desta maneira conséguese

que o motor xire aínda en

condicións de pouca luz

grazas a que o efecto do

rozamento nos apoios e co aire

é desprezable..

Agradecementos a Antonio Lomba pola información, o material e axuda

ofrecida.

http://www.tecnoloxia.com/

Ligazóns