El magnetismo y la electricidad son fuerzas de la naturaleza que en un inicio se creían completamente separadas una de la otra, hasta que se demostró que son aspectos diferentes de una sola interacción: el electromagnetismo.

Considerándose una rama de la física que estudia las relaciones entre la electricidad y el magnetismo, es decir, el campo magnético creado por la corriente eléctrica y el efecto de un campo magnético sobre una corriente eléctrica.

Por considerarse como una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo que se conoce actualmente, se realizan considerables experimentos de electromagnetismo.

experimentos de electromagnetismo 2

Características del electromagnetismo

Aunque hay una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo, ambas fuerzas son totalmente diferentes. Para que interactúen debe de haber un movimiento en alguna de ellas. Se sabe que el electrón tiene una carga electrostática que aplica una fuerza hacia el centro del electrón, y también se sabe que los electrones tienen un campo magnético a su alrededor debido a su rotación orbital.

En el momento en que se encuentren van a formar un campo electromagnético por ser perpendiculares entre sí. Los únicos materiales magnéticos naturalmente son el Hierro, Níquel y Cobalto. Si los responsables del magnetismo son los electrones entonces; ¿por qué no son todas las sustancias magnéticas entonces? Esto se debe a que en los átomos con electrones de spin opuesto tienden a formar parejas que anulan mutuamente su magnetismo.

Nada de esto sería posible sin el uso de las fuerzas eléctricas y magnéticas: son como hermanas siamesas, no puede estar presente una sin la otra.

Inducción magnética:

La inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor.

La inducción magnética es el principio con que funcionan los motores eléctricos. Estos usan una masa de alambres llamada dínamo o masa devanada. El dínamo es el rotor que se enrolla para aumentar la densidad de las líneas de fuerza magnética y usar el principio de repulsión o atracción entre el dínamo y un imán permanente denominado estator, colocado dentro de la carcasa del motor, justo frente al dínamo.

Inducción eléctrica:

Cuando un material conductor se mueve cortando las líneas de fuerza del campo magnético de un imán, en las terminales del conductor se produce inmediatamente una diferencia de potencial que se conoce como voltaje y, al unir estas terminales, aparece instantáneamente una corriente eléctrica en el interior del conductor.

Este fenómeno es utilizado en la producción de electricidad de todas las formas posibles, desde la dínamo que una bicicleta utiliza para encender el foco delantero, hasta una gigantesca planta de energía hidroeléctrica, geotérmica, entre otras.

Campos electromagnéticos y cómo puede afectar al ser humano

Campos eléctricos tienen su origen en diferencias de voltaje: entre más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo que resulta. Campos magnéticos tienen su origen en las corrientes eléctricas: una corriente más fuerte resulta en un campo más fuerte. Un campo eléctrico existe aunque no haya corriente. Cuando hay corriente, la magnitud del campo magnético cambiará con el consumo de poder, pero la fuerza del campo eléctrico quedará igual.

Fuentes naturales

Las fuentes naturales de los campos electromagnéticos, son aquellos campos que son producidos por una acumulación de diferentes cargas eléctricas que emergen de diferentes regiones de la atmósfera cuando son producidas por tormentas eléctricas. El campo magnético terrestre provoca la orientación de las agujas de los compases en dirección Norte-Sur y los pájaros y los peces lo utilizan para orientarse.

Fuentes generadas por el ser humano

Estas fuentes comprenden el uso de diferentes medios electrónicos que se usan habitualmente. Las fuentes generadas por las manos de los seres humanos, entonces, proceden de tomas de corriente que tiene relación con los campos electromagnéticos de diferentes frecuencias. Adicional a ello, las fuentes generadas por el ser humano son las más variadas, dado que se pueden producir por el uso de antenas de televisión, estaciones para la telefonía, la radio y demás medios de comunicación, especialmente.

Si no hay un control sobre el uso de los aparatos como por ejemplo apagar los teléfonos móviles, alejarlos del organismo la mayor distancia posible, desconectar los aparatos cuando no se esté usando, reemplazar ciertos tipos de elementos por otros que no favorecen el desarrollo y la aparición de los campos electromagnéticos, entre otros, se estará contribuyendo enormemente al fortalecimiento de la contaminación electromagnética y con esto, se favorecerá a la aparición de trastornos a esta causa, problemáticas de salud pública, daños en el organismo y objetos y en general, afectando a la calidad de vida de los seres vivos.

Por esto, es necesario identificar las fuentes de los campos para de esta manera, saber dónde hay que trabajar y bajo qué medidas podemos empezar; a continuación se les mostrara como realizar algunos experimentos de electromagnetismo para hacerlos en casa.

Electromagnetismo por un tubo

Materiales:

  • Papel de aluminio
  • Imanes (potente)
  • Bandeja de laboratorio
  • Tubo de cartón

Proceso:

En primer lugar se coloca un tubo de cartón de 30cm de longitud en posición vertical y se deja caer el imán por el interior del tubo, (caerá muy rápido) luego se coloca el rollo de papel aluminio en posición vertical y se deja caer el imán por el interior del tubo (en este caso caerá lentamente por el interior del tubo).

Explicación:

El aluminio es un metal que no es atraído por los imanes, mediante la ley de inducción de Faraday y con la ley de Lenz se puede explicar que al caer el imán por el interior del rollo de papel aluminio se produce variación del flujo magnético y unas corrientes inducidas que generan una fuerza magnética que se opone a la caída del imán.

Motor Eléctrico

Materiales:

  • 1 pila de 9 volts.
  • 2 clips.
  • cinta adhesiva.
  • cable magneto.
  • 1 imán.

Proceso:

Se sujeta la pila y se le colocan los clips ya desechos, se le colocan dos capas de cinta adhesiva, se hace rollo el cable y se le asientan en los clips, se acerca el imán a la pila y al rollo cable y este hace que este de vueltas.

Explicación:

Se genera un campo magnético cuando se acerca el imán, es como una bobina que hace girar el rollo de cable magneto.

Líneas de Campo Magnético

Materiales:

  • Limaduras de hierro
  • Imanes de neodimio

Proceso:

Se procede a colocar un imán por debajo de un papel. Recordando que el imán tendrá un polo Norte y un Polo Sur, y debe existir cierta distancia entre los polos, ya que las líneas de fuerza irán de Norte a Sur. Es decir con un imán muy plano y fino no se podrá hacer bien el experimento ya que el Polo Norte y Sur estarán muy juntos y no podrás ver bien el experimento. Siempre puedes unir varios imanes planes finos, de forma que aumentas la distancia entre los Polos.

Se coloca el imán de neodimio debajo de un papel blanco, Después, se va arrojando las limaduras de hierro por encima del papel, lentamente. Se podrá apreciar cómo las limaduras de hierro forman líneas sobre la superficie del papel que serán similares a las líneas del campo magnético terrestre.

Explicación:

La explicación técnica de este experimento es muy sencilla. Aquí dado que es el imán el que está atrayendo al hierro, y lo hace a través de sus líneas de fuerza, las limaduras de hierro se irán situando dentro de las líneas de acción del imán, dibujando en qué dirección van estas fuerzas magnéticas.

  • Un experimento sumamente sencillo y bastante conocido que se vincula con el electromagnetismo requiere de dos simples materiales: papel y peine. Para llevarlo a cabo, debes frotar enérgicamente el peine en tu cuero cabelludo. Aparte, toma el papel y córtalo en trozos muy pequeños. Finalmente, acerca el peine a los papeles y éstos se pegaran rápidamente a ella.
  • Con un simple globo también puedes comprobar las maravillas del electromagnetismo. Sólo tienes que inflarlo y frotarlo repetidas veces en tu cuero cabelludo. Cuando lo apoyes sobre alguna superficie plana, éste quedará pegado.