Un electroimán
 
     
 
Los imanes son objetos naturales fascinantes. Su poder de, atracción nos ha seducido desde pequeños y por ello podemos pasar horas jugando y experimentando con ellos. Un simple objeto metálico, como un clavo o tornillo, puede convertirse también en un imán por medio de la electricidad, y en este caso se trata de un electroimán. Este tipo de imanes utilizan la corriente eléctrica de una pila para producir magnetismo. El magnetismo en estos objetos se produce por medio de un solenoide o bobina, que es un alambre conductor enrollado alrededor del objeto que se quiere magnetizar. Para que se produzca magnetismo, el objeto debe estar hecho de hierro; su efecto magnético desaparece cuando se interrumpe la corriente eléctrica, de manera que el electroimán puede levantar y dejar caer los objetos con sólo cerrar o abrir el circuito eléctrico conectado a la pila.
 
 
 
 
Construir un electroimán a partir de materiales sencillos y conocer el efecto de inducción magnética que se produce por medio de la corriente eléctrica.
 
 
     
 
  • Una pila tipo “D” de 1.5 voltios.
  • Dos metros de cable eléctrico de cobre plastificado calibre 28.
  • Un clavo largo y grueso.
  • Unas pinzas para cortar alambre.
  • Diferentes objetos metálicos pequeños. (tuercas, rondanas, alfileres, clips, etcétera).
  • Una mina gruesa de lápiz o un clavo de aluminio.
  • Una cinta adhesiva.
     
 
     
 
1.
Forme una bobina enrollando el alambre de cobre 28 alrededor del clavo. Deje aproximadamente 30 cm de alambre en cada uno de los extremos de la bobina. Vea la figura.
     
 
2.
Use las pinzas y quite un trozo de plástico en los dos extremos del cable, de manera que asome 1 cm del metal.
     
 
3.

Con ayuda de la cinta adhesiva fije un extremo del alambre a la terminal positiva (+) de la pila y el otro extremo a la terminal negativa (-). Asegúrese de que haya una buena conexión entre las terminales de la pila y el alambre.
     
 
4.
Mantenga el clavo enrollado cerca de objetos metálicos pequeños y cuente cuántos objetos puede sostener, antes de que empiecen a caerse.
     
   
     
 
5.
Desconecte uno de los extremos del cable de la pila y observe qué pasa con los objetos pegados al clavo.
   
 
6.
Desenrolle el alambre del clavo y compruebe si éste mantiene propiedades magnéticas acercándolo a los objetos metálicos pequeños.
   
 
7.
Repita el experimento utilizando ahora la mina gruesa de lápiz o el clavo de aluminio.
   
 
8.
Anote todas sus observaciones en la hoja de respuestas.
     
 
     
 
1.
¿Cómo quedó su electroimán? Dibújelo.
     
     
 
2.
¿Qué pasó cuando conectó los extremos del cable a la pila?
     
   
     
 
3.
¿Qué pasó cuando acercó los objetos metálicos pequeños al clavo enrollado?
     
   
     
 
4.
¿Qué pasó con los objetos cuando desconectó una de las terminales?
     
   
     
 
¿Por qué?
     
   
     
 
5.
¿Funcionó el electroimán al usar otros materiales, como grafito o aluminio?
     
   
     
 
¿Por qué cree que sucedió esto?
     
   
     
 
6.
Describa cuál es la función de cada parte que constituye su electroimán.
     
  Pila
     
   
     
 
Alambre
     
   
     
 
Clavo
     
   
     
 
7.
¿Qué aplicación le podría dar al electroimán?
     
   
     
 
     
 
1.
¿Qué principio físico es el que da fundamento al funcionamiento del electroimán?
     
   
     
 
2.
Compare sus resultados y conclusiones con algún compañero/a de estudios y, si las hay, anote las diferencias que encuentren en su forma de trabajar.
     
   
     
   

¿Qué ventajas ofrecen los trenes con electroimanes sobre los trenes convencionales? ¿Qué ventajas tiene la transportación por tren respecto a otros medios de transporte? ¿Es la red de ferrocarriles una forma de transporte eficiente en México? Explique su respuesta.
     
 
     
  Para viajar más rápido
     
 

Los trenes son medios de transporte que usan diesel o electricidad para su funcionamiento. Una de las causas de pérdida de energía durante su movimiento es la fricción, que es la fuerza que oponen las ruedas al rozar los rieles metálicos. También hay pérdida de energía debido a la resistencia del aire que impide el avance más rápido del tren. Estas pérdidas de energía pueden reducirse de dos formas: por medio de la aerodinámica y por medio de electroimanes. La aerodinámica es el diseño de la forma del tren; es la forma que se le debe dar al primer vagón, para que rompa la resistencia del aire.

En Estados Unidos, Europa y Japón se han desarrollado trenes de alta velocidad cuyas formas recuerdan las de una bala de arma de fuego, por lo que les llaman “trenes bala”. Estos trenes viajan mediante imanes que logran un efecto de levitación o flotación magnética que reduce la fricción.

En Alemania los trenes utilizan electroimanes que se ubican sobre los rieles y que levantan los vagones aproximadamente un centímetro, lo cual reduce la fricción considerablemente y permite que el tren viaje a velocidades cercanas a los
300 km/h.
     
 
Ahora que terminó de realizar el experimento presione el siguiente botón y responda lo que se le indica.
   
 
     
 

¿Se cumplió con el propósito de este experimento? ¿Por qué?
     
   
     
 
Explique si los resultados que obtuvo de este experimento son útiles en su vida cotidiana.
     
   
     
  De la construcción de este aparato se puede concluir que:
     
  a)
Para elaborar un electroimán se necesita una pila o fuente de poder, un clavo y un alambre enrollado en forma de bobina para inducir magnetismo en el metal.
     
  b)
El alambre con que se elabora el electroimán tiene que ser buen conductor de la electricidad que proviene de la pila.
     
  c)
El campo magnético alrededor del clavo atrae pequeños objetos metálicos de acero o de hierro.
     
  d)
El electroimán no puede elaborarse con materiales como el grafito ni el aluminio, ya que no poseen las propiedades físicas adecuadas.