La electricidad está en todas partes en partículas subatómicas cargadas que no puedes ver a simple vista. Aunque es difícil de ver, fluye continuamente a través de cables a tu alrededor. Al igual que la electricidad, los campos magnéticos también están en todas partes. Sin embargo, solo los elementos con propiedades magnéticas, como los imanes, interactuarán con el campo magnético. Mediante el uso de una batería simple y un imán, los niños pueden ver cómo interactúan la electricidad y los imanes para hacer girar una hélice.
Crear un motor eléctrico
Este sencillo experimento es perfecto para los niños de secundaria que se inician en la física por primera vez. Un motor eléctrico simple es una gran herramienta para enseñar a los niños de secundaria cómo la electricidad y el magnetismo pueden trabajar juntos. Al conectar un alambre magnético a una batería y colocarlo en un campo magnético, la corriente que fluye a través del circuito crea un campo electromagnético. Luego, el campo electromagnético interactúa con el campo magnético del imán, lo que permite que la hélice de juguete unida al eje gire.
Materiales
- Imperdibles
- Batería "D"
- Banda de goma
- Alambre magnético
- Bloque magnético
- Hélice de juguete
Instrucciones
- Coloque un alfiler de seguridad en cada terminal de la batería con la abertura del alfiler en los terminales. Nota:También puede usar clips.
- Coloque la banda elástica alrededor de la batería a lo largo para mantener los pasadores de seguridad en su lugar.
- Compruebe que los extremos circulares de los pasadores de seguridad estén alineados entre sí para que el cable pueda pasar a través de los agujeros de manera uniforme.
- Corte un trozo de alambre magnético de seis pulgadas y moldéelo en un círculo (alrededor de seis bucles) con un diámetro de aproximadamente media pulgada.
- Corte dos pedazos de alambre de dos pulgadas para las "colas".
- Raspe el esmalte (recubrimiento) del cable magnético de la parte superior de las "colas" para exponer el cable de cobre del interior. Deja el esmalte en la parte inferior del alambre.
- Sujeta cada pieza de alambre expuesta a cada lado del círculo de alambre magnético.
- Desliza las puntas de la pieza del círculo del imán en el círculo pequeño al final de los imperdibles unidos a la batería.
- Sujeta una pequeña hélice de juguete a un extremo del extremo del cable.
- Coloca un bloque magnético junto a la batería. Coloque la batería de modo que el cable del imán quede por encima de la barra magnética. La hélice debe girar en círculos.
Notas del experimento
Dos cosas pueden salir mal con este experimento si no está configurado correctamente:
- Si los niños no desechan aproximadamente el 50 por ciento de cada una de las "colas" de los cables magnéticos, entonces la electricidad no fluirá a través de los cables y la hélice no girará.
- En el otro extremo, si los niños raspan demasiado el esmalte del alambre magnético, la bobina del alambre solo girará a la mitad e intentará girar hacia atrás, y finalmente se atascará.
Conceptos básicos de electromagnetismo
El electromagnetismo describe la relación entre la electricidad y el magnetismo. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de un cable, crea un campo electromagnético alrededor del cable. El campo electromagnético solo está alrededor del cable cuando la electricidad fluye a través del cable. Si algo detiene el flujo de electricidad, el campo electromagnético se detendrá.
Qué está pasando
Cuando coloca las "colas" del bucle de alambre magnético a través de los extremos del pasador de seguridad, está creando un circuito. Dado que ahora la electricidad fluye a través del "circuito", se crea un campo electromagnético alrededor del cable. El campo electromagnético reacciona al campo magnético del bloque magnético haciendo que la bobina de alambre gire. La bobina de alambre da media vuelta porque los dos campos actúan contra ella. Cuando el cable completa su giro de 180 grados, se detiene porque la electricidad dejó de fluir cuando golpeó el cable aún cubierto con el esmalte. La bobina de alambre aún completará la vuelta porque la energía cinética almacenada del alambre permitirá que el flujo de electricidad continúe nuevamente. El patrón se repetirá continuamente una y otra vez.
Variaciones
Si los niños encuentran fascinante este experimento, puede darles dos opciones adicionales para probar:
- Pídales a los niños que agreguen un segundo bloque magnético sobre la bobina de alambre para ver qué sucede con la bobina de alambre. ¿Se vuelve más rápido o más lento?
- También puede quitar la batería y conectar los extremos del cable magnético a una bombilla LED. Coloque la hélice en el viento y vea qué sucede con la bombilla LED.
Que haya poder
El electromagnetismo es un concepto científico importante de entender. Se utiliza en muchos aparatos eléctricos para generar los campos magnéticos deseados. Por ejemplo, encontrará electroimanes en equipos científicos y médicos como máquinas de imágenes por resonancia magnética (IRM) y aceleradores de partículas. Este sencillo experimento es solo un ejemplo de cómo las personas pueden aprovechar el poder de la electricidad y el magnetismo.