Electroimanes hechos con cables y metales

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Electroimanes hechos con cables y metales

Esta experiencia consiste en construir un electroimán partiendo de hilo eléctrico aislado, modificando su geometría con múltiples vueltas y mejorando sus propiedades magnéticas con un núcleo de hierro.
También se trabaja sobre el efecto de la polaridad de la corriente sobre el campo magnético obtenido.

Enlace al guión de laboratorio.

Material

- Fuente de alimentación de corriente continua
- Cable aislado (barnizado)
- Tubo o caja pequeña de cartón, tornillo metálico
- Barra de hierro que entre en el tubo o clavos que quepan en la caja
- Alfileres pequeños de hierro

.

El cable eléctrico debe estar aislado, bien dentro de una funda de plástico, bien barnizado (hilo de bobinar).
Si se utiliza hilo de bobinar barnizado, hay que raspar con un cuchillo las puntas ya que, de lo contrario, el cable no hará contacto en los bornes de la fuente de alimentación.
El hilo de bobinar es muy fino y su resistencia eléctrica lineal será relativamente elevada. Necesitará diferencia de potencial más elevada y se calentará.
Va bien el cable eléctrico doméstico, ya que tiene una resistencia lineal mucho más baja que el hilo de bobinar y da intensidades de corriente elevadas.
En contrapartida, con este cable es fácil que la fuente de alimentación no resista el cortocircuito y se funda el fusible. Hay que ir a esta práctica bien provisto de fusibles para la fuente de alimentación.
Los tubos de pequeño diámetro dan campos magnéticos más intensos y son más fáciles de llenar con un hierro.
Como fuente de alimentación se puede usar un alimentador viejo de teléfono tipo USB, dan 5 V y aguantan bastante.

Comentarios a la preparación del montaje

Si el circuito se deja cerrado, se recalienta y se puede fundir el fusible de la fuente de alimentación. Es importante poder abrir y cerrar el circuito con facilidad.
A veces el núcleo de hierro se imanta y perturba las observaciones. Se puede desimantar calentándolo sobre la placa de un hornillo eléctrico durante unos minutos.
Si se usa cable doméstico sobre un tornillo, con 10 vueltas se obtiene un campo suficiente como para levantar alfileres de hierro y para mover la aguja de la brújula.

Aspectos didácticos

Este trabajo pretende:

- Mejorar el campo magnético alrededor de un conductor modificando su geometría.
- Comprobar el efecto de la polaridad de la corriente sobre el electroimán.
- Reconocer semejanza del campo magnético del electroimán con la de un imán recto.
- Observar la interacción entre un electroimán y un imán permanente.

Esta experiencia debe hacerse después de la de la experiencia de Oersted de forma que se elabore la idea de que hay una suma de campos magnéticos de múltiples espiras con corriente.
La construcción de los electroimanes puede ser un trabajo para casa, pero las pruebas con corriente eléctrica puede conllevar riesgos y es mejor hacer las pruebas en el laboratorio bajo supervisión.
La sustitución del aire por el núcleo de hierro en la bobina introduce el factor "permeabilidad magnética" en el campo obtenido.
La introducción a medias del nucleo y del imán en la bobina muestra como se puede obtener movimiento a partir de una bobina. En ese momento se puede presentar un relé como base de la electromecánica.

Electroimán con cable eléctrico doméstico y tornillo	Electroimán con hilo de bobinar y tornillo
Solenoide con hilo de bobinar y tubo de cartón	Electroimán de tornillo desviando la brújula
Electroimán con cable eléctrico doméstico y tornillo atrayendo alfileres	Electroimán con cable eléctrico doméstico y tornillo desviando una brújula