Un poco de magnetismo para mis amigos Taringueros

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¿Qué es el Magnetismo?


experimentos.

Uno de los fenómenos de la física que experimentamos a diario es el del magnetismo. Con el simple hecho de pegar un imán de una pizzería sobre tu nevera ya estás aprovechando las propiedades de un campo magnético. Pero más allá del hecho concreto, ¿te has preguntado alguna vez qué es el magnetismo? Expliquemos brevemente de qué se trata.

La Real Academia Española brinda la siguiente definición de magnetismo:

Propiedad de los imanes y las corrientes eléctricas de ejercer acciones a distancia, tales como atracciones y repulsiones mutuas, imanación por influencia y producción de corrientes eléctricas inducidas.” Si no es claro, vale definir magnetismo como un fenómeno de la física que consiste en la interacción entre dos o más elementos, la cual se expresa por medio de la atracción o la repulsión entre los mismos. Esta repulsión o atracción depende de los polos magnéticos que estén en juego, los cuales funcionan según la famosa lógica de 'los opuestos se atraen.


magnetismo
Campo magnético.

Para entender qué es el magnetismo debemos saber lo que es un electrón. El electrón es una partícula que forma parte de la estructura atómica, y funciona como un pequeño imán. Los electrones están orientados en distintas direcciones, pero en un imán los mismos se orientan hacia una dirección común, lo cual atrae objetos con un polo opuesto.

Así, un cuerpo con electrones orientados en una dirección X, se atraerá a otro orientado a una dirección Y, generando un campo magnético entre ambos. Pero si dos objetos con los electrones orientados hacia la dirección X se juntan, los mismos se repelerán y no podrán unirse.

Generalmente se cree que el magnetismo opera nada más que en metales. Sin embargo, el aire o el agua también tienen campos magnéticos. De hecho, la Tierra por su composición presenta una polaridad magnética, y el campo magnético terrestre existe e incluso cambia de orientación cada determinado tiempo.



fenómeno


Teorías del magnetismo

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El magnetismo es un fenómeno físico que despierta mucha admiración y curiosidad, quizás por el hecho que es una fuerza invisible a nuestros ojos. Existen muchas teorías del magnetismo que explican con exactitud cómo actúa esta fuerza de atracción o repulsión entre los materiales.

Mediante la observación y el estudio de las ondas sísmicas, se dedujo que la Tierra tiene un núcleo líquido de alta densidad, y dentro de este núcleo líquido hay un núcleo sólido.
La teoría del magnetismo de la tierra dice que este núcleo actua como un gigantesco imán, gracias al cual pueden funcionar las brújulas por ejemplo. Esta es una de las primeras teorías del magnetismo descubiertas, fué formulada en el año 1600 y desde entonces es aceptada como un hecho comprobado infinidad de veces.

Hasta el siglo XIII el magnetismo no fue demasiado tenido en cuenta por la ciencia. Recién entonces los científicos comenzaron a preguntarse cómo funcionaba el fenómeno del magnetismo, hasta que recién en el siglo XIX se comenzó a estudiar el magnetismo. Fue James C. Maxwell quien completó el estudio del magnetismo y formuló las leyes que rigen este fenómeno.

Hoy en día es imposible estudiar el magnetismo y la electricidad de manera separada. El magnetismo es generado por el movimiento de cargas eléctricas, y la teoría de Maxwell logra unificar todas las teorías tanto de electricidad como de magnetismo que existían en ese momento.

Dentro de las ecuaciones de Maxwell está la Ley de Gauss, que fue propuesta originalmente por Carl Gauss. Esta teoría relaciona los campos magnéticos, sus fuentes y las cargas eléctricas. Puede ser aplicada sobre campos eléctricos o magnéticos estáticos o variables, y pone en evidencia la inexistencia de un polo magnético único e independiente. De acuerdo con esta teoría, no existe un polo positivo o negativo aislado.



electroimán


¿Qué son los fenómenos magnéticos?

dijourante siglos los fenómenos magnéticos intrigaron a la humanidad pero actualmente sabemos muy bien su origen y aquí les traigo un resumen breve y conciso de qué son los fenómenos magnéticos, cómo y porqué se producen.

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Los fenómenos magnéticos son producidos un campo magnético que surge cuando existe carga en movimiento en una corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos. Es así que el magnetismo se observa siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico.

La misma situación que crea campos magnéticos son también situaciones en que el campo magnético causa sus efectos creando una fuerza y es allí cuando se producen los fenómenos magnéticos. Entre ellos se encuentra la levitación magnética Levitación magnética (levitación se define como el efecto por el que un cuerpo u objeto se halla en suspensión estable en el aire, sin mediar de otro objeto físico en contacto con el primero que sustente al que levita).
En esta forma de levitación se pueden agrupar:

La que emplea imanes (por ejemplo, dos imanes atravesados por un hilo, dispuestos de forma que se enfrenten polos iguales; esta versión es conocida también como pseudolevitación, ya que en realidad requiere de una ligadura adicional, como por ejemplo el hilo comentado);

La que se produce a través de la superconductividad (concretamente por causa del efecto Meissner que consiste en la desaparición total del flujo del campo magnético en el interior de un material superconductor por debajo de su temperatura crítica.);

La debida al diamagnetismo, o la suspensión electromagnética que es una propiedad de los materiales que consiste en ser repelidos por los imanes (la cual, con la ayuda de servomecanismos, es aplicada en trenes de levitación magnética);

Otro ejemplo claro de los fenómenos magnéticos es el campo magnético de la tierra, que es producido por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta y está presente no solo la Tierra sino en otros cuerpos celestes como el Sol. El campo magnético de la tierra se extiende hasta cubrir toda la superficie de nuestro planeta (formando la magnetosfera) y continúa hacia el espacio exterior, protegiéndonos del viento solar y otros fenómenos que harían casi imposible la vida en nuestro mundo.



experimentos.


¿Qué es un Electroimán?

magnetismo


Hasta 1820, el único magnetismo que se conocía era el de las piedras como la magnetita. Ese año Hans Christian Oersted, profesor de la universidad de Copenhage, hizo un experimento para demostrar a sus alumnos que el paso de la corriente eléctrica a través de un cable producía calor.

Oersted también quería hablarles a sus alumnos sobre magnetismo, por lo que llevaba también una aguja imantada. Para su sorpresa, Oersted notó que cada vez que encendía la corriente eléctrica, la aguja de la brújula se orientaba perpendicularmente al cable.

No pudo comprender las causas de que esto ocurriera, así que publicó los detalles de su experimento sin más explicaciones. Hoy sabemos que cuando las cargas eléctricas circulan a través de un cable, crean a su alrededor un campo magnético cuyas líneas son circunferencias concéntricas al cable.

Electricidad y magnetismo, entonces, pertenecen al mismo fenómeno.



fenómeno


Cómo funciona un electroimán

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Un electroimán es un imán cuyo campo magnético se produce mediante el paso de una corriente eléctrica. Esto es, un imán accionado por electricidad.

Como hemos visto, al pasar la corriente eléctrica por un cable se crea un campo magnético. Si ahora el hilo por el que pasa la corriente se enrolla en forma de hélice (cada una de las vueltas de alambre se denomina espira) se forma un solenoide.


electroimán

Al pasar la corriente, el campo producido por las distintas espiras se sumará para crear un campo siguiendo el eje del solenoide, o sea, de las espirales de cable, dando como resultado una fuerza paralela al eje.

Si introducimos un núcleo de hierro dentro del solenoide, la fuerza magnética del solenoide se transmitirá a través de él, transformándolo en un imán mientras esté pasando la corriente eléctrica. Cuando se interrumpe la corriente, desaparece la imantación, aunque el núcleo permanezca levemente imantado.

El electroimán se comporta igual que un imán, con la diferencia de que su intensidad puede controlarse cambiando la intensidad de la corriente que circula o el número de espiras de la bobina. Además cuando se desconecta la batería y con ello se corta la corriente, desaparece el magnetismo.


¿Cómo hacer un electroimán?

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Un electroimán es un dispositivo que funciona con corriente eléctrica y genera un campo magnético. Normalmente se construye enrollando alambre de metal alrededor de un núcleo de hierro o acero, aunque también se puede usar níquel o cobalto.

Aquí explicaremos cómo hacer un electroimán en casa con elementos sencillos de conseguir. Necesitaremos una pequeña batería de 1,5 voltios, 1 metro de cable, unas pinzas para quitar el aislamiento del cable y un tornillo con su tuerca.
El procedimiento es muy fácil. Primero quitamos unos 2 o 3 centímetros del aislamiento en los extremos del cable y lo enrollamos alrededor del tornillo, sujetamos los dos extremos con cinta adhesiva para que no se desenrolle. Luego conectamos los extremos del cable a la pila y listo. El tornillo actuará como un imán atrayendo cualquier objeto metálico.

Al enrollar el alambre se obtiene un electroimán con dos polos opuestos, uno negativo y otro positivo. La fuerza del imán dependerá del voltaje de la pila, el número de vueltas que le hemos dado al cable y el material del núcleo, que en este caso es un tornillo.

Se pueden utilizar otros objetos de hierro, acero, níquel o cobalto para la construcción. O baterías más potentes para fabricar un electroimán más poderoso. Podemos experimentar con distintos elementos y así fabricar distintos modelos de electroimanes pero siempre hay que tener ciertas precauciones. En caso de que el cable tome temperatura hay que desconectar la corriente inmediatamente, siempre hay que operar con precaución cuando experimentamos con corriente eléctrica.

La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados. La ventaja de los electroimanes sobre los imanes comunes es que se pueden encender y apagar a voluntad, hoy en día los electroimanes tienen una gran variedad de usos prácticos, desde los discos de las computadoras, timbres para puertas o hasta poderosas maquinarias capaces de levantar automóviles y otros objetos muy pesados.



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Historia del electroimán

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El primer electroimán lo creó William Sturgeon en 1824. Conectó a una batería los extremos de un alambre conductor que había arrollado en 18 espiras alrededor de una barra de hierro dulce doblado en forma de herradura. El hierro al magnetizarse podía levantar un peso 20 veces mayor que el suyo.

Tres años después, Joseph Henry comenzó a mejorar el electroimán. Para conseguir mayor intensidad magnética aisló el cable conductor con seda y creó capas múltiples de cable alrededor del nucleo, distribuyendo las espiras más estrechamente y en un número mayor. De esta manera consiguió levantar un peso de 936 kg.

La teoría magnética acerca de cómo funcionan los electroimanes fue propuesta por primera vez por Pierre-Ernest Weiss en 1906. La teoría moderna mecánico-cuántica acerca del electromagnetismo la empezaron en los años 20 Werner Heisenberg y Lev Landau.



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Usos del electroimán

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- Altavoces y auriculares.
- Motores de combustión interna y motores eléctricos.
- Pantallas de televisión tradicionales.
- Telégrafo.
- Levantadores de peso en los desguaces.
- Puertas automáticas.
- Teléfonos tradicionales.
- Algunos trenes se alimentan con fuerzas electromagnéticas.
- Timbres de las puertas.
- Separadores de metales.
- Resonancias magnéticas médicas.



electroimán


2 Experimentos caseros de electricidad

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Hoy explicaremos cómo llevar a cabo dos experimentos caseros de electricidad. La electricidad de red es peligrosa y puede lastimarnos seriamente, así que usaremos electricidad estática y eletricidad de corriente continua. De esa manera nos aseguramos que no haya ningún riesgo.

Nunca se debe experimentar con la electricidad de corriente alterna, pues puede ser muy peligroso. La electricidad de red es solamente para alimentar artefactos eléctricos que estén hechos para eso, nada más.

Experimento de conductividad eléctrica en materiales:

Probaremos los distintos materiales para conocer cuáles son conductores y cuales no.

Materiales necesarios:

- Una pila o batería de 12 voltios
- Un foquito de luz como los que se usan en linternas
- Cable, cinta aisladora o adhesiva
- Distintos materiales para experimentar. Vidrio, metal, madera, porcelana, plástico, etc.
- Procedimiento:

Cortamos dos cables de unos 20 o 30 centímetros de largo y los unimos con la cinta a los polos de la pila, por un extremo y al foco de luz por el otro extremo. Vemos que se enciende la luz, con lo que comprobamos que todo está bien para comenzar a experimentar. Cortamos uno de los cables al medio y colocamos ambas puntas en contacto con alguno de los materiales sin que se toquen las puntas.

Observamos la luz, se enciende con materiales conductores mientras que en los no conductores no porque la electricidad no llega a alimentar el foco de luz.

Experimento con electricidad estática:

En este experimento solo necesitaremos un globo inflado y una prenda o tejido de lana. Frotamos el globo repetidamente en el tejido para que se cargue de electricidad estática. Luego lo apoyamos en el techo. Observamos que se queda como “pegado” al techo producto de la carga eléctrica que posee.

Podemos experimentar con cualquier otra superficie horizontal o vertical, puede ser muy divertido ver como se comporta el globo.



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32 comentarios - Un poco de magnetismo para mis amigos Taringueros

@Bassteck
Muy buen post loko +10 y a fav, lei la primera parte y mas o menos una leida de todo despues lo leo bien y en especial los experimentos caseros
@glorei +1
Recomendado
@chiqui1256 +3
magnetismo
en mi universidad tenemos un levitador magnetico tambien.
@Calamar88
Muy buen post!!!!
Recomendado!!
@TONINOCC
que puedo decir....+10 y reco
@LuisFerre +1
Me gusta el magnetismo de tu post
@macanba
buen post!!!!! y reco...
@Samael_basilisk -2
sueño REM
---------------------------------------RECOMENDADO---------------------------------------
@Grisom_es
Buen trabajo.
Me has dejado "pegado" al post.
Recomendado.
@trankak
te dejo 4ptos+ te sigo te recomiendo, a favoritos muy bbueno ahcete algo con el ORGON
@blackbody
Muy buen post, siento no haberlo visto antes

reco
@Info_Set +1
EXCELENTE POST NICO !!!!

Super Recomendado !!!
@clara69 +1
Muy buen trabajo como siempre .
@Patto_Ricotero +3
chiqui1256 dijo:experimentos.
en mi universidad tenemos un levitador magnetico tambien.


Pensar que cuando tenía 11 o 12 años había pensado en hacer algo así (no tenía ni idea de algún fundamento fisico, solo me parecía lógico jaja).
@SeanB2010 +1
Grandioso Aporte, Excelente Post.