Generación de corriente eléctrica a partir de un campo magnético variable

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Nivel educativo

           
         Esta práctica es adecuada para la Física de 2º de Bachillerato, ya que el contenido está dentro del programa de la asignatura. También puede hacerse para niveles inferiores, 1º de Bachillerato y ESO, pero de forma cualitativa, simplemente para visualizar el fenómeno.

Objetivo de la práctica

• Visualizar que un campo magnético variable genera una corriente eléctrica.
• Visualizar que al encender y apagar un circuito de corriente eléctrica continua, se produce durante un instante una corriente variable capaz de general un campo magnético variable que a su vez genera un corriente eléctrica inducida.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material utilizado.

Procedimiento experimental montaje 1

          Material

• Dos bobina de 2000 espiras

• Núcleo de hierro laminado en forma de U.

• Generador de corriente alterna (30 voltios)

• Bombilla pequeña como la de una linterna con soporte.

• Cables y pinzas de cocodrilo.

        Descripción

1.  Conectamos la primera bobina a un generador de corriente alterna de 30 voltios.
2. Al  encender el generador pasa por dicha bobina una corriente alterna que genera un campo magnético variable. Dicho campo magnético atraviesa la segunda bobina e induce en ella una corriente eléctrica alterna, capaz de encender la bombilla que le hemos conectado.
3. Al desconectar el generador, el campo magnético desaparece y la bombilla se apaga.
4. Repetimos el experimento conectando la primera bobina a un generador de corriente continua, también de 30 voltios, y observando que la bombilla no se enciende. Lo que ocurre es que hemos generado un campo magnético constante, y éste no induce una corriente eléctrica.

Procedimiento experimental montaje 2

         Material

• Dos bobina de 2000 espiras

• Núcleo de hierro laminado en forma de U.

• Generador de corriente continua (30 voltios)

• Polímetro.

• Cables y pinzas de cocodrilo.

       Descripción

1. Conectamos la primera bobina a un generador de corriente continua de 30 voltios.
2. Al encender el generador pasa por dicha bobina, durante un instante, una corriente alterna, ya que se pasa de 0 a 30 V y eso dura un tiempo, que genera un campo magnético variable. Dicho campo magnético atraviesa la segunda bobina e induce en ella una corriente eléctrica alterna, capaz de ser detectada por el polímetro, ya que la aguja se mueve. Cuando la tensión se estabiliza deja de generarse corriente eléctrica, ya que el campo magnético inducido es constante.
3. Al desconectar el generador, el campo magnético desaparece y durante un instante es variable, hasta que se hace cero. Este campo magnético variable vuelve a generar una corriente eléctrica que es detectada por el polímetro.

Con este experimento queda de manifiesto que se puede obtener energía eléctrica a partir de un campo magnético variable.

Propiedades magnéticas de la corriente eléctrica

Experiencia 1

Experiencia 2

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Nivel educativo.

            Esta práctica es adecuada para la Física de 2º de Bachillerato, ya que el contenido está dentro del programa de la asignatura. También puede hacerse para niveles inferiores, 1º de Bachillerato y ESO, pero de forma cualitativa, simplemente para visualizar el fenómeno.

Objetivo de la práctica.

•  Visualizar que una corriente eléctrica genera un campo magnético, capaz de atraer a objetos de hierro.
• Ver que una bobina por la que circula corriente eléctrica se comporta como un imán, con su polo norte y su polo sur, que los polos del mismo signo se repelen y de signo contrario se atraen.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material  utilizado.

Procedimiento experimental montaje 1

          Material

• Bobina de 2000 espiras
• Generador de corriente continua(30 voltios)
• Objetos metálicos (clips, un destornillador, etc)
• Soporte, pinzas y cinta aislante

          Descripción

1. Con ayuda de un soporte y una pinza colocamos suspendida una bobina de 2000 espiras (puedes ayudarte con la cinta aislante)
2. Conectamos dicha bobina a un generador de corriente continua de 30 voltios.
3. Al encender dicho generador pasa la corriente por la bobina y se genera un campo magnético, que se pondrá de manifiesto si acerco a dicha bobina objetos metálicos.
4. Cuando acerco clips, e incluso objetos de mayor peso como destornilladores pequeños, éstos se sienten atraídos por el campo magnético inducido en la bobina mientras ésta está conectada a la corriente eléctrica.
5. Al desconectar el generador, el campo magnético desaparece y caen los objetos metálicos debido a su peso.

            Con este experimento queda de manifiesto que la bobina se comporta como si fuera un imán, es decir, la corriente eléctrica es capaz de generar un campo magnético. 

Procedimiento experimental montaje 2

         Material

• Dos solenoides de 2000 espiras cada uno.
• Un muelle.
• Soporte y pinzas.
•  Dos generadores de corriente continua de 30 voltios.
• Cables adecuados para conectar el generador.
• Núcleo de hierro laminado. 

            

         Descripción

1. Colocamos el soporte y las pinzas de manera que sujetemos el muelle por un extremo.
2. En el otro extremo del muelle colgaremos un solenoide de 2000 espiras.
3. Sobre la mesa colocaremos el segundo solenoide de 2000 espiras al que le habremos añadido un núcleo de hierro laminado para potenciar el campo magnético (el laminado hará que las corrientes de Foucault se minimicen y haya menos pérdidas energéticas).
4. Conectamos los solenoides a los generadores  con los cables y encendemos los generadores. Entonces pasará la corriente, se generará campo magnético y funcionarán como electroimanes.  En  función de cómo coloque los cables tendré dos polos iguales (se repelerán los solenoides) o dos polos diferentes (se atraerán los solenoides).

            Se constata así que el paso de la corriente eléctrica a través de un solenoide produce un campo magnético, y que las bobinas se comportan como imanes.