Electricidad y Magnetismo.

Practicas de Laboratorio.

 

ELECTROMAGNETISMO

 

IMANES  NATURALES (MAGNETISMO)  

 

Objetivo

  • Conocer   y analizar  el comportamiento de la energía magnética producida  por  los imanes, y  su utilización práctica.
  • Familiarizarse  con   equipo  de medición y  componentes básicos  del laboratorio  de electromagnetismo

 

Introducción: El magnetismo  es el estudio de la naturaleza  y  causas de los  campos  de fuerza magnéticos. Existen diferentes  sustancias  que se  alteran con la fuerza   de estos campos magnéticos, cambios que se producen  por  carga móvil para formar  electroimanes  a gran escala; sucede lo mismo  a pequeña escala, con las cargas  en movimiento de los átomos,  en los casos del magnetismo terrestre, de los planetas,  de las estrellas y las  galaxias.

Aplicación  de  imanes y magnetismo: Los imanes son   de uso común  en diversos  juguetes, como pueden ser trenes y  carritos  eléctricos, en   electrodomésticos para  cerrar  puertas   de refrigeradores,  en  aparatos como radios,  televisores, teléfonos, micrófonos, motores eléctricos  de  licuadora,  batidoras, secadoras de pelo,  bocinas  y más.  Se usan imanes  en la generación  de  electricidad, los imanes son  elementos  calve  en  generadores  de  electricidad en  centrales eléctricas. Tiene aplicación  en brújalas  para la orientación en tierra y  en navegación marítima.  Como los imanes  tienen  la propiedad  de atraer algunos metales como  acero, hierro níquel y cobalto.  Se  emplean en  grúas  magnéticas. También  se puede aprovecha   las propiedad  de repulsión  de los imanes. Para  múltiples aplicaciones.   Es importante señalar    que los imanes  posen  dos  polos  magnéticos, nortes y sur. Y    tienen las siguientes características. Polos iguales  se  rechazan y  diferentes se atraen.

Correlación  con temas  y subtemas  del programa  de estudio vigente:


Unidad

Tema

Subtema

5

Electromagnetismo

5.1-Introducción
5.2-Definición
5.3-Fuerza magnética  entre corrientes

 

EXPERIMENTO-1              CONSTRUCCIÓN DE IMÁN POR  CONTACTO

Material y equipo necesario:

1 desarmador plano  desmagnetizado
1 imán
Varios Clips metálicos

Metodología-1:

Contesta y anota  las observaciones en cada paso.

Tomando en cuenta lo siguiente, pesa cada clip y mide la distancia  en la cual la fuerza magnética del imán actúa visiblemente. Calcula  el valor de la fuerza magnética  actuante.

1.-Acerca  la punta del desarmador a los clips y otros objetos metálicos
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2.-Frotar suavemente  la punta  del desarmador  con el imán
Pregunta  ¿Cuánto tiempo   se enecito para imantar el  desarmador para  que tuviera la fuerza de atracción necesaria  para  atraer los clips? ______________________________________________________________________________
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3.-Prueba  el imán  temporal que  generado y acércalo a los  clips  y otros objetos metálicos
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 iman herradura p15.jpg


 

EXPERIMENTO-2                      CONSTRUCCIÓN DE  UNA BRÚJULA

Material y equipo necesario:

1 Trozo de tela  de algodón de 4 cm  de ancho  por 15  cm  de largo
Cordón  delgado de algodón 30 cm
iman Pendulo p15.jpg1 imán  de 10 cm  de largo
1soporte universal
 
Metodología-2:
1.-Corta  el trozo de tela  de las medidas indicadas, después introduce el cordón  en los extremos de la tela  y haz un  nudo para formar una  honda como se muestra en la figura
2.-Coloca la barra magnética   dentro y suspéndela  como se indica.

 

 

 

Contesta  las preguntas y anota tus  observaciones  en cada paso. 

1.- ¿Por qué se mueve u orientarse el imán (brújula) cuando cuelga libremente?
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2.- ¿Qué  pasaría si acercaras a la brújula otro imán  potente?
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3.- ¿Por qué se debe evitar acercar un imán a los relojes mecánicos de cuerda?
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EXPERIMENTO-3                             CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTROIMÁN

 

Electroiman p15.jpgMetodología-3

Los electroimanes  se construyen con arrollamientos  o bobinas  y pueden  ser  alrededor de barras  de materiales magnetizables, como el  acero, acero al silicio,  la magnetización puede  llegar a ser  permanente  o  temporal. Pueden  ser usados para  activar cerraduras,  activar o desactiva contactos eléctricos  que controlan  válvulas en controles remotos  o de alta potencia.   Es el principio básico de las  bocinas  y grúas.  

1.- Enrollar el alambre magneto  alrededor del clavo con 30 vueltas  y deja  sus  dos puntas   con longitud  de 5 cm suficiente para  conectar  a fuente  de alimentación. 

2.- Raspa las  puntas  de la bobina   hecha con el alambre magneto para conectar  a fuente

3.- Verifica  su funcionamiento energizando la bobina  con la fuente  de voltaje y acerca otro clavo o clip metálico, o una moneda  de níquel y comprueba   que  existe atracción  al estar energizado el circuito y  no atracción cundo  se  desconecta la alimentación.

Contesta  las preguntas y anota tus  observaciones  en cada paso. 

1.- ¿Por que al energizar  la  bobina construida, esta convierte al clavo en un imán?
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2.- ¿Describe el funcionamiento de los trenes bala  que se desplazan apoyados en levitación electromagnética?
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3.- ¿Cómo apoya el electromagnetismo a las comunicaciones de teléfonos inalámbricos (teléfonos  celulares)?
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EXPERIMENTO-4                              LEVITACIÓN MAGNÉTICA

 


Levitacion P15.jpgMetodología-4


El principio de levitación magnética con imanes, es interesante  en demostraciones de propiedades  de los imanes, poniéndose  de manifiesto  leyes de atracción y repulsión que son posibles   a las  líneas magnéticas entre los  polos magnéticos norte y sur.  Es  una  pequeña  prueba de  posibilidades.  La demostración   con  imanes naturales o artificiales está limitada  al  manejar   pequeños  objetos.  Los electroimanes  amplían  las posibilidades  hasta hacer posible  los sistemas ferroviarios más modernos,  que mueven enormes cargas  a alta velocidad  con  un alto   nivel de seguridad.

Otra forma de logra  levitación magnética  es mediante  la utilización de  materiales superconductores. Cualidad que  en la actualidad  solo se puede  lograr a  bajas temperaturas general mente usando nitrógeno liquido

 

Contesta  las preguntas y anota tus  observaciones  en cada paso. 

1.- ¿Explicar porque  levita o flota  el imán de arriba?
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2.-¿Cuál  es la característica  eléctrica más importante de un anillo fabricado con superconductor?
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3.- ¿Dibuja imanes de diferentes formas herradura, barra, anillo, esfera, cubo  e indica  cual es  la trayectoria  de las líneas de campo magnético en cada uno de ellos)? ______________________________________________________________________________
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Sugerencias didácticas:

  • Propiciar  la búsqueda  y selección  de información  de temas a fines a la practica

              En libros de texto, revistas  de actualidad científica,  en internet.

  • Propiciar el debate para plantear  otras alternativas para el estudio ,Uso de video   para mejorar  la comprensión  de los conceptos
  • Desarrollo de  nuevos modelos didácticos  por los   alumnos
  • Usar  software y  labs. virtuales , como  complementó de  comprensión de conceptos
  • Elaborar  con el estudiante  un banco de problemas  para reforzar los temas vistos en clase

 

Reporte  del alumno (resultados):
1.- Deberá entregar el procedimiento paso paso  con fotografías
2.- Contestar  las preguntas
3.- Establecer sus conclusiones  y recomendaciones  en base a las dificultades   dúrate la  elaboración de   los  experimentos.

 

Bibliografía preliminar:

Libro de texto  oficial de la materia
Serway   Raymond y Jewett John.
Física II: Texto basado en calculo
                                   Ed. International Thompson Editores,  ISBN 970-696-340-0

Díaz Hernández Manuel (2005)
Física 3, Prácticas de Laboratorio
Editorial Universitaria, universidad de Guadalajara ISBN 978-970-27-0465-2

                                               Sargent- Welch,  todo para ciencia  de principio a fin, Catalogo 2005
                                               http://sargentwelch.com/

Fisher Scientific;                                http://fisheredu.dirxion.com/college/09/WebProject.asp?

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Elaborado en: Enero del 2004 | Ultima actualización: febrero del 2010.