Un electroimán es un imán que solo se activa cuando está conectado a una corriente eléctrica. Conocer sus características es importantísimo porque se usa en multitud de aplicaciones: teléfonos, timbres, ordenadores, televisiones, lavadoras…Por eso, vamos a divertirnos haciendo nuestro propio electroimán casero y comprobando su funcionamiento.
Materiales:
- Un tornillo o un clavo largo (unos 8-10 cm) de acero. (También podrías usar un destornillador).
- Aproximadamente 1m de cable de cobre fino.
- Dos pilas preferiblemente de petaca para que sea más fácil hacer las conexiones. Si no tienes este tipo de pila, además necesitarás cinta aislante.
- Unos cuantos clips de acero.
- Un imán con los polos norte y sur marcados o una brújula (opcionales).
- Tijeras o pelacables.
Procedimiento:
- Acerca el clavo a los clips para comprobar que el clavo no está imantado.
- Pela los extremos del cable.
- Enrolla un número de vueltas de cable a lo largo del tornillo (por ejemplo, 25) de la forma más ordenada posible.
- Conecta los extremos del cable a los terminales de la pila. Para ello, lo más cómodo es pasar los hilos de cobre por un clip y enrollarlos hasta que queden bien sujetos. De esta forma se facilita la conexión y desconexión a la pila.
- El electroimán ya está listo. Acerca el clavo a los clips y comprueba que los atrae.
No debes tener el electroimán funcionando durante mucho tiempo porque el tornillo podría calentarse demasiado. Además, la pila se consumiría rápidamente.
- Desconecta el electroimán. Notarás que aunque no atrae a los clips con suficiente fuerza como para elevarlos, sí que ejerce una cierta atracción. Se debe a que el tornillo de acero se ha imantado de forma permanente.
- Para identificar los polos de tu electroimán usa un imán que tenga marcados sus polos norte y sur. Acerca el polo norte del imán al electroimán. Si notas que hay atracción entre ellos, entonces el polo sur del electroimán está situado en la punta del tornillo. Si, por el contrario, se repelen, se tratará del polo norte. (Polos distintos se atraen y polos iguales se repelen).
Si usas una brújula ten en cuenta que la parte pintada de rojo es el polo norte de la aguja, por eso apunta hacia el polo sur magnético de la Tierra (o Polo Norte geográfico).
- ¿Y cómo hacer para que el polo positivo del electroimán se convierta en negativo y viceversa? ¡Exacto!, invirtiendo el sentido de la corriente eléctrica, es decir, desconectando los cables de los terminales de la pila y volviéndolos a conectar en el terminal contrario.
- ¿Cómo puedes hacer que el electroimán sea más potente? Prueba a aumentar el número de vueltas de cable alrededor del tornillo.
- Otra forma de hacer que el electroimán tenga mayor fuerza es usar dos pilas. Tendrás que conectarlas en serie, es decir uniendo con cable el polo positivo (o negativo) de una con el negativo (o positivo) de la otra. En la foto puedes ver el cable azul conectando el polo positivo de la pila de la izquierda con el negativo de la pila de la derecha.
¿Qué ocurre?
Los imanes son objetos que son capaces de atraer a algunos metales, como el acero. Se dice que a su alrededor crea un campo magnético, que es la región del espacio en la que puede actuar.
En los extremos de los imanes la fuerza de atracción es mayor. Estas zonas se llaman polo norte y polo sur. Si un imán se partiera en trozos, cada trocito sería un imán con sus propios polos norte y sur, es decir, los polos de un imán jamás se pueden separar.
Si dos imanes se enfrentaran por los polos iguales se repelerían. Si por el contrario, se enfrentaran por los polos opuestos se atraerían. De esta manera hemos podido localizar el lugar en el que se encuentran los polos de nuestro electroimán.
Los campos magnéticos se representan con unas líneas llamadas líneas de campo y siempre van de polo norte a polo sur.
En 1820, científico danés Hans Christian Oersted demostró experimentalmente que una corriente eléctrica podía mover la aguja imantada de una brújula, es decir, que las corrientes eléctricas crean campos magnéticos a su alrededor. Descubrió, nada menos, que la electricidad y el magnetismo están relacionados, impulsando nuevos avances y descubrimientos en el campo del electromagnetismo.
Entonces, cualquier cable conductor de corriente eléctrica se comporta como un electroimán (imán que solo funciona cuando está conectado a una corriente eléctrica). La fuerza del electroimán se puede aumentar enrollando un cable conductor alrededor de una barra de hierro, ya que, las líneas de campo pasan a través del hierro mucho más fácilmente que a través del aire (dejándolo hueco). Además, la potencia aumenta cuanto mayor sea el número de vueltas y también cuanto más intensa sea la corriente que fluye por el cable conductor (poniendo dos pilas).
En la vida real los electroimanes se fabrican con una barrita de hierro dulce. Nosotros, al no disponer de este material, hemos tenido que sustituirlo por acero que es más fácil de encontrar. La ventaja del hierro frente al acero es que el hierro no se imanta permanentemente y el acero sí. Hemos comprobado que aun cesando la corriente, el tornillo sigue atrayendo débilmente a los clips. Esto, no es lo deseable, al interrumpir la corriente, el electroimán debe dejar de comportarse como un imán.
Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.
