campo magnético de un selenoide

ELECTROMAGNETISMO
OBJETIVOS 11-12-13-14-15-16-17-18-19-20:
Los alumnos realizaran un conjunto de experiencias acerca de interacciones eléctricas y
magnéticas, mediante la consideración de situaciones reales y simuladas donde se utilicen objetos e
instrumentos que produzcan efectos relacionados con la electricidad y el magnetismo, con el fin de
comprender los conceptos tanto teóricos como prácticos relativos a este tópico.
Materiales. Cartulina, limadura de hierro, aguja,
alambre, pilas, imanes, galvanómetro, clavos,
clips, anime, papel, hilo, brújula, cable.
CONTENIDOS
Ver diagrama Conceptual Nº 3
DIAGRAMA CONCEPTUAL Nº 3
Eléctrico
Resultado de dos campos
ELECTROMAGNETISMO
Magnético
Experimento
de Oersted
Campo
Magnético
Aplicaciones
Se analiza
mediante
Leyes
Electroimán
Creado por
Un conductor recto
por el que circula
corriente
Unidades
Ecuaciones
Una espira por la
que circula corriente
Clases
Natural
Una Bobina
Polos
Artificial
Norte
Estructura de la Materia
Sur
Interacciones Magnéticas
Características
Imanes
ACTIVIDAD PREVIA
CAMPO MAGNÉTICO DE UN SELENOIDE
Los electroimanes consisten en un selenoide en cuyo interior se ha colocado una barra de hierro.
Un selenoide se encuentra constituido por una serie de corrientes circulares, planas, iguales y
equidistantes, próximas unas a otras. Esto se consigue arrollando un conductor en forma de hélice, tal como
lo indica la figura y luego haciendo pasar una corriente a través de él.
-
En el interior del selenoide, el campo magnético es paralelo al eje de la bobina, especialmente en la región
media del selenoide.
Entre las espiras, el campo es prácticamente nulo y fuera del selenoide el campo es mucho más débil que
en el interior.
Nótese que su espectro magnético es idéntico al de un imán, y se diferencia de éste porque en su
interior se observa un campo magnético.
Cuando por el selenoide circula una corriente, el campo magnético en su interior, queda completamente
reforzado por la barra de hierro, convirtiéndose en un imán. Si la corriente se interrumpe, entonces
desaparece el efecto magnético.
CONTENIDO
Electromagnetismo
ACCIÓN DEL ALUMNO
ACCIÓN DEL DOCENTE
Visualiza la relación entre Presenta
los
contenidos
el
RESULTADOS
diagrama
y conceptual Nº 3
electricidad de magnetismo.
Campo Magnético
Se cubre un imán recto con Orienta a los alumnos en la
Las
limaduras
una cartulina (blanca) y realización de la actividad. más cercanas a
los
polos
se
sobre
está
espolvorea
juntan en grupos
limaduras
de
hierro,
y
dejan
un
espacio
vacío
dándole con los dedos
mientras que las
ligeros
golpes,
las
limaduras
más
alejadas
se
limaduras se colocan en
líneas que van de polo a
polo. Esto indica donde se
concentran mas las líneas
del campo magnético.
Experimento de
Oerted
alinean,
formando líneas
entre los polos.
se observa que en
los
polos
el
campo magnético
es más intenso
que en el centro
del imán.
Una
corriente
eléctrica origina
sobre una mesa y observa realización de la actividad. en
sus
inmediaciones un
la orientación de la misma.
campo magnético
Coloca la aguja imantada
descubriendo así
la
primera
debajo de un conductor por
conexión entre la
el que circula una corriente
electricidad
y
magnetismo.
eléctrica y observa que la
Coloca una aguja imantada Orienta a los alumnos en la
aguja
se
dirección
orienta,
al
en
campo
La tierra como
imán natural.
magnético.
Electroimán
Enrolla cuidadosamente un Informa a los alumnos que
El
campo
magnético de la
posible
combinar
alambre de cobre alrededor es
de la parte metálica de un
magnetismo y electricidad.
atornillado.
Quita
el
aislante de los extremos del
conductor y con ellos toca
brevemente los bornes de
una
pila.
Esto
debe
magnetizar al atornillador.
Conecta
Ley de Faraday
Fig. 1
en
serie
galvanómetro
G
bobina alinea las
moléculas
del
atornillador
convirtiéndolo en
un imán.
un Orienta a los alumnos en la La
y
fuerza
el realización de la actividad. electromotriz
solenoide construido, en la
inducida
actividad previa, y hace
circuito es igual y
que un imán atraviese la
de signo opuesto
bobina
a la variación del
(espira
hueca),
en
un
primero por el polo norte y
flujo
luego
que atraviesa el
por
Analiza los
el
polo
sur.
resultados y
esstablece conclusiones.
magnético
circuito
intervalo
en
un
de
tiempo.
Fig. 2
2
Ley de Lenz
Acerca
un
polo
N
al Explica a los alumnos que El sentido de la
solenoide, como se muestra la ley de Lenz es una fuerza
en
la
figura
1,
¿qué consecuencia del principio electromotriz
observas?.
Fig. 1
de conservación de energía inducida
es
tal
Luego aleja el imán que se
que se opone a la
muestra en la figura 2
causa
¿Qué observas?.
produce.
que
la
Fig. 2
Magnetismo.
Sostiene un imán y hace Orienta los alumnos en la El hierro es fácil
que un clavo se adhiera a ejecución de la actividad magnetizarlo
él, acerca el otro extremo propuesta
pero
del clavo a unos clips. El
rápidamente
clavo atraerá algunos de
campo magnético,
ellos. Retira el clavo del
el acero es difícil
imán y los clips caerán.
magnetizarlo
Cuando el imán estaba en
pero mantiene su
contacto con el clavo, el
campo magnético
campo
alineó
mucho
todos los átomos del clavo
tiempo
en la misma dirección y los
hierro.
magnético
transformó
en
imanes;
pierde
su
más
que
el
regresando a su estado de
desorientación cuando se
quitó el imán.
Imanes
El imán no atrae
todos
los
esta materiales.
Acerca el imán a cada uno Orienta a los alumnos en la
de los siguientes cuerpo: realización
clavos, limadura de hierro, actividad.
anime, cuerpos de cobre.
¿Quiénes
han
sido
atraídos?.
Sitúa el imán cerca de las
limaduras de hierro. ¿Se
cubre todo el imán? ¿En
qué
parte
del
imán
se
de
Los que tienen la
facilidad
de
imantarse
se
llaman
ferromagnéticos.
Los
materiales
ferromagnéticos
se convierten en
un imán inducido
cuando a ellos se
les
acerca
un
imán.
colocan las limaduras?.
Coloca limaduras de hierro
sobre un papel. Desliza un
minan por debajo del papel
¿Qué observas?
Las fuerzas que
ejerce el imán
sobre los cuerpos
se llaman fuerzas
magnéticas,
las
cuales
no
son
uniformes en todo
el imán.
Suspende
Polos de un imán
través
un
de
imán
un
a Orienta a los alumnos en la
hilo ejecución de la actividad.
amarrado por el punto
medio. ¿Qué le sucede al
Acerca el polo norte de
brújula
al
polo
norte, del imán
¿Qué
observa?
nombre se repelen
y
polos
distinto
imán?.
una
Polos del mismo
se atraen.
de
nombre