"Mencione un caso de aplicación práctica del electromagnetismo explicando el funcionamiento del sistema en cuestión"

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"Mencione un caso de aplicación práctica del electromagnetismo explicando el funcionamiento del sistema en cuestión"

Mensaje por Misael Coa el Dom Nov 05, 2017 9:44 pm

Un electro-imán es un imán artificial que consta de un núcleo de hierro dulce (hierro dulce se puede definir como el hierro en su estado más puro) y está rodeado por una bobina (un cable enrollado) por la que pasa una corriente eléctrica.

En la actualidad, los electro-imanes 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 electro-imán fácil y rápidamente, y por lo tanto, su fuerza de atracción. Para ello, únicamente es necesario variar la cantidad de energía eléctrica que lo atraviesa.

Así, se pueden fabricar frenos electromagnéticos (utilizado en algunos tranvías), embragues electromagnéticos de automóviles, motores eléctricos y un sinfín de artilugios.
La única desventaja de un electro-imán frente a un imán, es el consumo de energía necesario para “crear” la fuerza de atracción que lo caracteriza.

Hacia el año 1820, un físico danés llamado Hans Christian Oersted, se dio cuenta de que al hacer circular la corriente eléctrica a través de un conductor de la electricidad, como puede ser cualquier hilo de cobre, la aguja de una brújula que se encontraba cerca del conductor y que inicialmente apuntaba al Norte,  cambiaba de dirección, variando su dirección en función de la intensidad de corriente que circulaba por el conductor. Sin embargo, cuando pulsaba nuevamente el interruptor del circuito y  dejaba de circular la electricidad por el conductor, la brújula volvía a su posición original, marcando nuevamente el Norte. Este hecho, llamó notablemente la atención de Hans Christian Oersted y se dedicó a estudiarlo. No llamó su atención simplemente por el hecho de que la posición de la brújula cambiara de posición, sino porque se dio cuenta en ese momento de que la electricidad y el magnetismo están íntimamente relacionados, relación desconocida hasta la fecha.
De la misma forma, y tras sus publicaciones, el resto de científicos de la época quedaron igualmente fascinados por tan desconocida relación.

De entre ellos, y casualmente, el inglés William Sturgeon descubrió que al hacer circular una corriente eléctrica por un conductor o cable enrollado en una barra de hierro en forma de herradura, éste atraía los objetos metálicos, o lo que es lo mismo, se convertía en un imán, con una fuerza de atracción que, con la intensidad de corriente adecuada,  era capaz de levantar varias veces su peso. Descubrió con ello el primer electro-imán.
Más tarde, pasados unos 11 años, hacia el año 1831, el físico de origen estadounidense Joseph Henry, empleó el diseño de su antecesor, utilizando como conductor un hilo de cobre aislado con hilos de seda procedente de las enaguas de su mujer, enrollando este cable alrededor de la barra de hierro un dándole varias vueltas. Tras realizar el experimento, se dio cuenta de que al arrollarlo varias veces alrededor de la barra de hierro conseguía aumentar enormemente la fuerza de atracción del imán creado.
Cómo funciona un electroimán

El funcionamiento del electroimán:

es tan simple como importante. 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 (ferro magnéticos).
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.

Construir un electroimán en casa:

Aunque realizar experimentos científicos en nuestro hogar nunca es recomendable por los peligros que entraña, la fabricación de un electroimán casero no entraña ninguna dificultad, peligro o misterio, sino que por el contrario, se trata de uno de los experimentos más sencillos que podemos hacer.
Para hacer un electroimán casero necesitarás únicamente:

1. Una barra de hierro dulce bastante fina. Como es algo difícil de encontrar, se puede utilizar un clavo, algo que hay en todas las casas.

2. Un cable de cobre. Si el cable está “desnudo” mejor, es decir, es mejor quitarle el plástico que suelen llevar alrededor (siempre y cuando lo conectes a una pila porque si lo conectas a otra fuente de energía se puede calentar, y sobre todo no lo conectes a un enchufe porque te puedes electrocutar). Para conseguirlo, puedes pelar un trozo de cable eléctrico que tengas por algún sitio. Si no lo encuentras, puedes utilizar un trozo de alambre (si tienes un cuaderno viejo, quítale la espiral). Y si tampoco encuentras esto, utiliza un cable normal que no sea demasiado gordo para que puedas enrollarlo con facilidad.

3. Una pila. Si tienes una pila de petaca, mejor, sino la más grande que tengas (o también puedes poner varias en serie si sabes cómo hacerlo).

4. Un clip. Para probar el electroimán.
Ahora, con cuidado:
1. Si el cable no tiene plástico alrededor, perfecto. Si tiene, lo primero que debes hacer es pelar los extremos para luego poder conectarlos a los extremos de la pila.
2. Enrolla el cable alrededor del clavo. Cuantas más vueltas des, más fuerza tendrá el electroimán casero que estás fabricando. En este punto es necesario asegurarse de no poner cable encima de cable, es decir, enrollarlo solo sobre el clavo.
3. Coloca un extremo del cable en uno de los polos de la pila y pégalo con cinta aislante. Cuanto mayor voltaje tenga la pila, mayor será la fuerza de atracción del artilugio. El otro no lo conectes y así funcionará cuando quieras.

4. Y ya está.
Ahora para probarlo, con una mano sujetas el clavo y lo acercas a cualquier objeto. Cuando quieras activar el electroimán casero, solo debes tocar, con el extremo libre del cable el polo de la pila que ha quedado también libre. Acércalo al clip y éste será atraído por el clavo. Cuando quieras que deje de funcionar, simplemente deja de tocar la pila con el cable.

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