Líneas de campo magnético
Esta experiencia se orienta a visualizar las líneas de los campos magnéticos alrededor de varias configuraciones de imanes rectos.
Para ello se utilizarán tanto limaduras de hierro como brújulas y, si se dispone del material adecuado,
se proyectarán los campos sobre una pizarra para dibujar las líneas de campo imaginarias sobre las posiciones físicas de limaduras y brújulas.
Enlace al guión de laboratorio.
Material
- 2 imanes. |
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Es conveniente el uso de imanes rectos para facilitar que se establezca la relación entre la forma que adoptan
las limaduras y las imágenes de las líneas de campo que se suelen encontrarse en las fuentes de información. |
Comentarios a la preparación del montaje
Al poner el imán en el centro del papel queda levantado y las limaduras tienden a salirse por los lados. Se evita poniendo en los lados de la hoja
cuadernos u otros objetos planos del mismo grosor que el imán, con lo que la hoja o la transparencia quedan horizontales.
Se trabaja mejor sobre una mesa suficientemente grande que facilite la recuperación de las limaduras si se salen del papel o de la transparencia.
Las limaduras caídas se recuperan utilizando el propio imán para atraerlas, interponiendo un papel entre el imán y las limaduras.
Para ver el campo de un extremo del imán hay que ponerlo vertical y formar una superficie horizontal de la misma altura que el imán.
Para ello, se sitúan a los lados objetos no magnéticos de la misma altura que el imán y se pone el papel encima.
Si ínicamente se dispone de brújulas grandes, hay que moverlas desde un polo a otro del imán siguiendo caminos laterales,
de forma que se vea el cambio de dirección de la brújula al cambiar de posición.
También es interesante hacerlo por encima del imán, lo que permite observar las direcciones de las fuerzas por encima del imán.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Observar las líneas de campo magnético mediante brújulas y limaduras de hierro.
- Asociar la forma de las líneas de campo a diferentes disposiciones de imanes.
- Reconocer la estructura tridimensional del campo magnético.
- Identificar el comportamiento de una brújula con su alineamiento con el campo magnético.
Un buen imán es un objeto casi irresistible. Hay que controlarlos bien.
Hay que hacer ver que las limaduras y las brújulas se alinean así porque sobre cada una aparece un par de fuerzas que las hace girar
hasta que las dos fuerzas se quedan alineadas iguales y opuestas y el par de fuerzas se anula.
Debe quedar bien establecido que las brújulas no "apuntan al norte", sino que se alinean con las líneas del campo magnético que actúe sobre ellas.
Es interesante sustituir uno de los imanes por una barra de hierro a su vez pegada a otro imán y así observar una magnetización inducida.
Y colgar un imán de un hilo para ver cómo se orienta.
Las imágenes que son familiares al alumnado muestran campos magnéticos bidimensionales. El experimento con el imán vertical es muy importante para
comprender el carácter tridimensional del campo magnético. Si se observa desde arriba, se puede ver la simetría del campo a lo largo del eje central del imán.
La proyección de la imagen de las limaduras sobre una pizarra permite dibujar sobre ella la silueta del imán y las líneas de campo que se obtienen al seguir
el alineamiento de las limaduras o de las brújulas. Es interesante que, simultáneamente al trabajo del alumnado, el docente lo haga sobre un proyector de
transparencias o sobre una mesa enfocada por una cámara que permita proyectar la imágen (sistema cámara web-ordenador-cañón proyector).
 Campo de un imán recto |
 Campo simétrico en uno de los polos |
 Campo de dos imanes en repulsión |
 Campo de dos imanes en atracción |
 Brújulas en el campo magnético terrestre |
 Brújulas en el campo magnético de un imán recto |
 Campo de un imán recto con limaduras sobre proyector |
 Campo de un imán recto con brújulas sobre proyector |
