Experimento de Oersted y aplicaciones del efecto magnético de la corriente
Imagina una grúa de chatarra que levanta carros enteros y los suelta donde quiere. No usa ganchos: usa un imán que atrae cuando ella lo decide y deja de atraer cuando ella lo decide. Un imán de nevera no hace eso. ¿Cómo se consigue un imán que se conecta y se desconecta? La respuesta empieza con un descubrimiento hecho casi por casualidad.
El experimento de Oersted
Hasta 1820 se pensaba que la electricidad y el magnetismo eran fenómenos sin relación. Ese año, el físico danés Hans Christian Oersted preparaba una clase con una pila y un alambre. Cerca había una brújula (una aguja imantada que gira libremente). Al cerrar el circuito, la aguja se desvió.
Con la aguja alineada en dirección norte-sur y el alambre colocado paralelo a ella, ocurre esto:
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Sin corriente, la aguja sigue señalando al norte.
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Con corriente, la aguja gira y tiende a quedar perpendicular al alambre.
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Si se invierte el sentido de la corriente (se cambian los polos de la pila), la aguja gira en sentido contrario.
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Si se abre el circuito, la aguja vuelve a su posición inicial.
La conclusión de Oersted fue clave: una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético. A esto le llamamos efecto magnético de la corriente. La aguja no se desvía por el alambre en sí, sino por el campo magnético que la corriente crea. Por eso, sin corriente no hay desviación.
Describe con tus palabras en qué consistió el experimento de Oersted. Menciona qué instrumentos utilizó y qué observó cuando hizo pasar corriente eléctrica por un…
Describe con tus palabras en qué consistió el experimento de Oersted. Menciona qué instrumentos utilizó y qué observó cuando hizo pasar corriente eléctrica por un conductor cercano a una aguja magnética.
Daniela afirma que una brújula situada junto a un alambre por el que no circula corriente se desvía igual que cuando sí circula. Indica si su afirmación es correcta o…
Daniela afirma que una brújula situada junto a un alambre por el que no circula corriente se desvía igual que cuando sí circula. Indica si su afirmación es correcta o incorrecta y explica brevemente por qué, según lo que descubrió Oersted.
Alejandro monta un circuito sencillo con una pila, un interruptor y un alambre de cobre tendido sobre una brújula, paralelo a la aguja. Al cerrar el interruptor, la…
Alejandro monta un circuito sencillo con una pila, un interruptor y un alambre de cobre tendido sobre una brújula, paralelo a la aguja. Al cerrar el interruptor, la aguja gira hasta quedar casi perpendicular al alambre. Al invertir las conexiones de la pila, la aguja gira en sentido contrario.
- a) Explica por qué se desvía la aguja al cerrar el interruptor.
- b) ¿Qué conclusión puedes sacar sobre la relación entre el sentido de la corriente y el sentido de la desviación?
De un alambre a un electroimán
El campo de un alambre recto es débil. Pero si enrollas el alambre formando una bobina, los campos de cada vuelta se suman y el campo se hace mucho más fuerte. Si además metes dentro un trozo de hierro, este se imanta mientras pasa la corriente y refuerza todavía más el efecto. Ese dispositivo es un electroimán.
La fuerza del electroimán se puede aumentar de tres maneras:
| Cambio | Efecto |
|---|---|
| Más vueltas de alambre | Atrae más |
| Mayor intensidad de corriente (pila o batería más potente) | Atrae más |
| Núcleo de hierro en lugar de aire | Atrae mucho más |
Un electroimán está formado por un conductor enrollado alrededor de un núcleo de hierro. Escribe qué función cumple la corriente eléctrica en este dispositivo y qué…
Un electroimán está formado por un conductor enrollado alrededor de un núcleo de hierro. Escribe qué función cumple la corriente eléctrica en este dispositivo y qué ocurre con sus propiedades magnéticas cuando se interrumpe la corriente.
Lisandra construye un electroimán enrollando alambre de cobre aislado sobre un clavo de hierro y conectándolo a una batería. Con 10 vueltas el electroimán levanta 4…
Lisandra construye un electroimán enrollando alambre de cobre aislado sobre un clavo de hierro y conectándolo a una batería. Con 10 vueltas el electroimán levanta 4 clips; con 40 vueltas, manteniendo la misma batería, levanta 15 clips.
- a) ¿Qué relación observas entre el número de vueltas y la fuerza del electroimán?
- b) Menciona otra forma, además de cambiar el número de vueltas, de aumentar la fuerza del electroimán, y justifica tu respuesta.
Yoel dispone de un clavo de hierro, un clavo de cobre del mismo tamaño, alambre aislado, una pila y varios clips de acero. Quiere construir un electroimán y propone usar…
Yoel dispone de un clavo de hierro, un clavo de cobre del mismo tamaño, alambre aislado, una pila y varios clips de acero. Quiere construir un electroimán y propone usar el clavo de cobre como núcleo porque el cobre es muy buen conductor de la corriente.
- a) Analiza si su propuesta es adecuada. Argumenta cuál de los dos núcleos conviene usar y por qué.
- b) Diseña un pequeño experimento que permita comprobar tu respuesta, indicando qué variable vas a medir o contar y cuáles debes mantener constantes.
Ventaja del electroimán sobre el imán permanente
Un imán permanente (el de una nevera, por ejemplo) atrae siempre. Para soltar lo que ha levantado hay que arrancarlo a la fuerza. El electroimán, en cambio, se controla:
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Se enciende y se apaga: al abrir el interruptor, la atracción desaparece casi por completo.
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Se regula: con más o menos corriente, atrae más o menos.
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Se puede hacer muy potente: con muchas vueltas y mucha corriente.
Por eso las grúas de los puertos y de las chatarrerías usan electroimanes: levantan las piezas de acero con la corriente conectada y las sueltan al desconectarla.
En una cuadra de Santiago de Cuba, un grupo de estudiantes compara un imán permanente con un electroimán para usarlos en una grúa de juguete que debe recoger tornillos…
En una cuadra de Santiago de Cuba, un grupo de estudiantes compara un imán permanente con un electroimán para usarlos en una grúa de juguete que debe recoger tornillos de acero y soltarlos en otro lugar.
- a) Compara ambos tipos de imán en cuanto a la posibilidad de controlar cuándo atraen y cuándo no.
- b) Argumenta cuál de los dos es más conveniente para la grúa y describe cómo la usarían para recoger y soltar los tornillos.
- c) Explica qué ocurriría con la atracción si el circuito del electroimán se alimentara con una pila casi agotada, y relaciona tu respuesta con el efecto magnético de la corriente.
El timbre eléctrico
El timbre es una aplicación sencilla del electroimán. Tiene un pulsador, un electroimán, una lámina de hierro flexible con un martillo y una campana. El circuito pasa por un contacto que toca la lámina.
La secuencia es esta:
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Se presiona el pulsador y se cierra el circuito.
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Circula corriente por el electroimán, que se imanta.
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El electroimán atrae la lámina de hierro.
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La lámina se mueve y su martillo golpea la campana.
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Al moverse, la lámina se separa del contacto y el circuito se abre.
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Sin corriente, el electroimán deja de atraer y la lámina regresa por su elasticidad.
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Al volver toca el contacto, el circuito se cierra de nuevo y todo se repite.
Mientras sigas presionando el pulsador, este ciclo se repite muy rápido y la campana suena de forma continua.
En un timbre eléctrico, al presionar el pulsador se cierra el circuito y un electroimán atrae una pequeña lámina de hierro que golpea la campana. Al moverse la lámina,…
En un timbre eléctrico, al presionar el pulsador se cierra el circuito y un electroimán atrae una pequeña lámina de hierro que golpea la campana. Al moverse la lámina, el circuito se abre un instante y la lámina regresa a su posición.
Explica, en orden, los pasos que ocurren desde que se presiona el pulsador hasta que la lámina regresa a su posición inicial, y justifica por qué el timbre suena de manera repetida mientras se mantiene presionado el pulsador.
Vuelve al principio: la grúa que suelta lo que levanta usa un electroimán, un imán que existe solo mientras la corriente circula; basta abrir el interruptor para que la carga caiga.