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LEVITACIÓN MAGNÉTICA

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Formación para la Investigación
Escuela de Física, Facultad de Ciencias
Universidad Industrial de Santander
Construimos Futuro
ELECTROIMÁN
Samantha Vargas Navarro – Ing. Civil
Raul Andres Parada Sepulveda– Ing. Civil
Ludy Rossana Ortiz Zambrano– Química
INTRODUCCIÓN
El electroimán se usa en la actualidad en muchos de los objetos cotidianos. En muchos
de ellos, ni siquiera nos habíamos planteado hasta ahora que pudieran tener uno dentro.
Entre sus usos más frecuentes y en el que cuya presencia no podría ser sustituida por
ningún otro elemento es el motor eléctrico. Los electroimanes se utilizan en multitud de
situaciones, ya que tienen una ventaja muy importante sobre los imanes naturales, y es
que se pueden activar y desactivar cuando se desee y que además se puede variar el
campo magnético emitido por el electroimán fácil y rápidamente, y por lo tanto, su
fuerza de atracción.
OBJETIVOS

Objetivo general


Demostrar de forma experimental el funcionamiento de los principios del
electromagnetismo tales como: La Ley de Lenz, la Ley de Ampere y la Ley de
Faraday.
Objetivos específicos

Conocer el funcionamiento de un electroimán y sus variaciones con base en los
principios fundamentales del electromagnetismo.
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
Demostrar la capacidad de análisis y desarrollo de laboratorios de
electromagnetismo del estudiantes, enfocándose en la experimentación aplicada
a la industria
MARCO TEÓRICO
Un imán es un cuerpo orientado en base a dos polos: negativo (Sur) y positivo (Norte),capaz de
producir un campo magnético y atraer hacia sí, o ser atraído, hacia otro imán y/o metales
ferromagnéticos . Las propiedades magnéticas de los imanes se mantienen intactas a menos
que se les apliquen fuerzas magnéticas opuestas, se les aumente de temperatura (por encima
de la Temperatura de Curie o Punto de Curie, distinto según el elemento), o si se les somete a
golpes fuertes o de mucha altura.
La clasificación de los imanes se divide principalmente en Naturales y Artificiales. En este
proyecto se trabajará con un electroimán artificial fabricado manualmente, mediante el cual se
demostrarán las propiedades magnéticas y eléctricas del mismo.
Imán Artificial
Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo
de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.Al hacer pasar la
corriente por un conductor enrollado en un núcleo de hierro, se consigue que las moléculas que
forman el núcleo se reordenen y alineen, teniendo la carga positiva y negativa de cada molécula
en el mismo sentido. De esta forma, los campos magnéticos formados por todas las moléculas
se suman dando lugar a una fuerza de atracción con otros imanes y objetos metálicos
(ferromagnéticos).
Al enrollar el cable y hacer pasar la corriente, no estamos haciendo sino simular lo que la
naturaleza hace con la magnetita, aunque de manera temporal, ya que al dejar de circular la
corriente, las moléculas vuelven a su estado original y la capacidad de atracción desaparece.
En la actualidad, los electroimanes se utilizan en multitud de situaciones, ya que tienen una
ventaja muy importante sobre los imanes naturales, y es que se pueden activar y desactivar
cuando se desee, y que además se puede controlar la intensidad del campo magnético emitido,
por lo tanto, su fuerza de atracción. Para ello, se varía la corriente que se le hace circular o el
número de espiras de la bobina.
Corriente eléctrica
Es el flujo de carga eléctrica que recorre un material, el cual se debe al movimiento de las cargas
(normalmente electrones) en el interior del mismo. Al caudal de corriente (cantidad de carga
por unidad de tiempo) se le denomina intensidad de corriente eléctrica y en el Sistema
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Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios por segundo), unidad que se denomina
amperio (A).
Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo
magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el presente caso, el electroimán.
Campo magnético
Es sabido que una carga eléctrica en movimiento o una corriente eléctrica produce un campo
magnético.El campo magnético es el medio en que ocurren las interacciones donde estén
presentes los imanes, materiales ferromagnéticos, partículas eléctricamente cargadas en
movimiento y conductores por los que circula una corriente eléctrica.
Si cogemos un alambre por el que pasa corriente. El campo magnético que genera la corriente
provoca un patrón de círculos concéntricos en torno al alambre, llamadas líneas de campo
magnético,las cuales revelan la forma del campo y se extienden a partir de un polo, rodean al
imán y regresan al otro polo.Si se invierte el sentido de la corriente las líneas del campo
magnético también se invierten.
La dirección del campo fuera del imán va del polo norte al polo sur y la intensidad del campo es
mayor donde las líneas están más próximas entre sí. Además, se puede comprobar que la
intensidad de campo magnético es mayor en los polos.
Interacción magnética
El fenómeno del ferromagnetismo constituye un caso particular de interacción magnética. Entre
dos imanes distintos se establecen fuerzas de repulsión o atracción que dependen de las
posiciones relativas entre los imanes.
Este comportamiento se explica por la existencia en los imanes de dos zonas de características
opuestas, llamadas polo norte y polo sur, tales que, entre dos imanes:
• Los polos del mismo tipo se repelen.
• Los polos de distinto tipo se atraen.
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Los polos magnéticos del mismo tipo se repelen y los de distinto tipo se atraen.
La fuerza de atracción o repulsión es inversamente proporcional a la distancia que existe entre
los polos, lo que revela una analogía con la ley de Coulomb de la electrostática.
MATERIALES




Clavo
Alambre de cobre
Batería
Metal
METODOLOGÍA
Fase uno: Para esta primera fase se armará el montaje, primero se tomará el alambre de cobre y
lo enrollaremos alrededor del clavo, cuantas más vueltas se den, más fuerza tendrá el
electroimán, es importante no enrollar alambre sobre alambre, solamente alrededor del clavo.
Posteriormente se conecta un extremo del alambre a uno de los polos de la batería y el otro se
deja suelto para conectarlo cuando se desee usar.
Fase dos: Para la segunda fase pondremos a prueba el electroimán conectando el extremo libre
al clavo y acercando el electroimán a el metal que queramos atraer.
CONCLUSIONES
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•
El incremento de corriente a lo largo de la bobina de cobre genera un mayor
campo magnético según lo establece la Ley de Ampere, lo cual a su vez incrementa el
campo magnético y por ende la fuerza magnética del electroimán.
•
El campo magnético también dependerá de la cantidad de espiras que se tengan
alrededor del material ferromagnético.
•
Los comportamientos demostrados en este informe pueden tener usos en
múltiples campos de la industria en la manipulación de carga, construcción de motores,
discos duros, etc.
BIBLIOGRAFÍA
Electroimán
|
Física
|VIX
(2019).
Recuperado
de
https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/3634/que-es-un-electroiman
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¿Qué
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https://www.imamagnets.com/blog/que-son-los-electroimanes/
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Campo
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Qué
es
y
cómo
funciona
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Wikipedia
(2019).
Corriente
eléctrica.
https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica
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