Download Laboratorio de Mapas de campo magnético y electroimanes

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Laboratorio de Mapas de campo
magnético y electroimanes
Materiales:
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Dos barras magnéticas identificando sus polos Norte y Sur
Un imán de herradura identificando sus polos Norte y Sur
Diagrama Magnético (en Página 4)
Pedazo largo de cartón
Tarro de limaduras de hierro (opcional - un pequeño plato para retenerlas)
Pedazo de papel
Batería de 12V
Electroimán (estilo bobina)
Barra de acero
Alambre
Interruptor
Reostatos (inicialmente en la resistencia más baja)
Objetos metálicos (peniques, clips, etc.)
Brújula
Objetivo: Identificar el campo magnético que resulta de diferentes configuraciones de imán y
para determinar las cualidades de un electroimán.
Teoría: Un imán se compone de dos polos – Uno el Norte y el otro el Sur. El polo Norte atrae el
polo sur, mientras que los polos iguales se repelen entre sí. ¿Cómo pueden estos polos aplicar
fuerzas sobre sí mismos sin hacer contacto? La respuesta se puede encontrar en el campo
magnético en torno a estos polos. Esta práctica de laboratorio ilustrará estos campos
magnéticos y cómo interactúan con otros campos magnéticos. Además, a través del
electroimán, veremos cómo la corriente y el magnetismo están relacionados.
Para referencias, ver: http://njc.tl/183
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Laboratorio I – Ilustración de Campos Magnéticos
Nota: NO coloques las limaduras de hierro en contacto directo con el imán o en el mismo
nivel con el imán. El cartón se utiliza para mantener las limaduras de hierro por encima del
imán. Si las limaduras de hierro tocan el imán, serán muy difícil de eliminar.
1. Coloca la barra magnética en una mesa.
2. Coloca la hoja de cartón sobre el imán. A continuación, coloca la hoja de papel sobre el
cartón.
3. Espolvorea ligeramente las limaduras de hierro en la zona alrededor del imán. Los
rellenos de hierro deben comenzar a ilustrar el campo magnético.
4. Si es necesario, golpea suavemente el cartón contra el imán. Esto hará que las limaduras
de hierro se muevan y tomen la forma del campo magnético.
5. Registra el campo magnético en el diagrama de campo magnético. Usa lo que sabes de
los polos Norte y Sur para determinar la dirección del campo magnético.
Ahora, utiliza la hoja de papel para colocar las limaduras de hierro en un soporte, o difundir las
limaduras de hierro alrededor del papel.
6. Repite los pasos 1-5, pero sustituyendo el imán de barra con: un imán de herradura, dos
imanes de barra con los polos opuestos uno frente al otro, y dos imanes de barra con los
mismos polos uno frente al otro (página 4 para una ilustración de consulta). Si las
limaduras de hierro se quedaron en el papel, omite el paso 3.
Laboratorio II – El electroimán
1. Arma un electroimán (Instrucciones para hacer uno: Encuentra un cilindro más grande
que la barra de hierro, es necesario para este experimento, como un tubo de ensayo
Utiliza alambre de cobre aislado y envuelve alrededor del objeto y completando unas 10
vueltas. A continuación, retira el aislamiento desde los extremos del electroimán donde
los cables pueden conectarse a ellos).
2. Arma un circuito con una batería de 12V, un interruptor, un reóstato, y el electroimán.
3. Coloca la brújula justo al lado del electroimán.
4. Mientras observas la brújula, cierra el interruptor. Luego, una vez que la aguja de la
brújula deja de moverse, inserta la barra de hierro en el electroimán. Retira una vez que
la brújula deje de moverse. A continuación, abre el interruptor una vez que la brújula
esté constante.
5. Mueve el reóstato a la mayor resistencia posible. Repite el paso 4.
6. Invierte los terminales de la batería. Esto hará que la corriente pase en dirección
opuesta. Repite los pasos 4 y 5.
7. Usando un imán, prueba para ver si los otros objetos de metal son magnéticos. A
continuación, muévelos dentro del electroimán mientras observas la brújula.
2
Preguntas de Conclusión:
1.
2.
3.
4.
¿Un campo magnético va de norte a sur o de sur a norte?
Utilizando el diagrama de campo magnético, explica por qué polos idénticos se repelen.
Utilizando el diagrama de campo magnético, explica por qué polos opuestos se atraen.
¿Cuál es la diferencia en el campo magnético de un imán de barra y uno de herradura?
Las siguientes preguntas son sobre la brújula en el laboratorio electroimán.
5. ¿Qué ocurre cuando el circuito se enciende? ¿Qué ocurre cuando el circuito se apaga?
6. Cuando se inserta la barra de hierro, ¿qué ocurre? Cuando se retira, ¿qué ocurre?
7. ¿Los objetos no magnéticos hacen que la brújula se desvíe? ¿Acaso otros objetos
magnéticos hacen que la brújula se desvíe?
8. Cuando el reóstato se ajusta a la máxima resistencia, ¿la magnitud de la desviación de la
brújula, aumenta, disminuye o permanece igual?
9. ¿Cuál es la diferencia entre la desviación de la brújula cuando la batería se invierte en
comparación con el primer ensayo?
10. Usando tus respuestas a las preguntas anteriores, comprueba la teoría de que la
corriente y los campos magnéticos están relacionados. Apoya esta posición con este
experimento. Completa el siguiente cuadro para ayudarte.
Pregunta
¿Por qué?
5.
6.
7.
8.
9.
3
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4
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