Electroimán: explicación y construcción

Electroimán

Este tipo de imán funciona cuando la corriente eléctrica está circulando en él, el magnetismo desaparece cuando deja de circular. Es el más claro ejemplo de la relación que existe entre el magnetismo y la corriente eléctrica.

Fue en 1819 cuando Hans Christian Oersted, físico danés, desubrió que una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un campo magnético. Fue en 1825 cuando el físico estadounidense Joseph Henry, basado en el descubrimiento de Oersted, inventa el electroimán.

La principal ventaja del electroimán es que su campo magnético puede ser controlado mediante la corriente eléctrica. El electroimán necesita una fuente continua de corriente eléctrica para mantener su campo magnético.

La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados. Cada corriente eléctrica tiene su propio campo magnético, originado por el movimiento de los electrones.

Cuando construimos un electroimán tenemos un material que constituye su núcleo, generalmente hierro, compuesto de pequeñas regiones llamadas dominios magnéticos, que se comportan como pequeños imanes. Antes de que circule la corriente eléctrica, éstas regiones están en direcciones aleatorias de tal forma que se anulan unas con otras. Al hacer circular la corriente eléctrica por el conductor, el campo magnético de este penetra en el hierro, haciendo que los dominios giren alineados en paralelo al campo magnético.

Construyendo un electroimán podemos revisar los principios de electricidad y magnetismo, e incluso Joule puesto que si conectamos el electroimán por mucho tiempo se calentará.

Electroimán

Materiales necesarios

Tornillos o clavos de hierro.

Limadura de hierro u pequeños objetos de hierro.

Pilas (AA, AAA, 9v, D o cualquiera de corriente continua).

Alambre de cobre delgado (de preferencia sin aislante).

Cinta adhesiva

Procedimiento

1. Si el cable está aislado, retira de 2 a 3 cm de cada extremo.
2. Enrolla el cable al tornillo o clavo.
3. Conecta los dos extremos del cable a la pila.
4. Acerca el electroimán a la limadura de hierro u objetos de hierro.
5. Desconecta algún extremo del cable de la pila, observa lo que sucede.
6. Puedes experimentar con diferentes grosores y longitudes de tornillos y clavos, así como el número de vueltas del cable, o diferentes pilas.

Cable enrollado

Cómo hacer un globo de Cantolla

¿Cómo hacer un globo de Cantolla?

Elaborar un globo de Cantolla (frecuentemente mal escrito Cantoya), no es difícil como se cree. A continuación veremos como elaborar uno paso por paso, con información recuperada de: http://aprendiendoavolarmx.wordpress.com

Material para el globo

• 8 pliegos de papel china (de dos colores).
• Pegamento blanco líquido (un recipiente del dulce “gusano” es un excelente aplicador).
• Tijeras o exacto.
• Regla o metro.

Material para la canastilla y mecha

• Alambre delgado (del 20).
• Papel limpiador de cocina (servitoalla).
• Veladora o vela (se fundirá).
• Diurex.
• Pinzas.
• Recipiente de metal (para fundir la cera).

Instrucciones para fabricación:

1.Cortar los 8 pliegos de papel por la mitad. Obtenemos 16 rectángulos, 8 de cada color.

2.Cortar 8 rectángulos(4 de cada color) por la diagonal. Obtenemos 16 triángulos.

3.Pegamos rectángulos en pares para obtener 4 figuras como la siguiente. Las superposiciones o bastillas deben tener un ancho entre 1 y 2 cm.

4.Pegamos triángulos en pares para  obtener 8 figuras como la siguiente.

5.Unimos las figuras que tenemos para obtener 4 “gajos”  con la figura siguiente.

6.Ahora debemos unir los 4 “gajos”  cómo se explica a continuación.

7.Colocar un “gajo” encima del otro con el borde ligeramente desplazado para poder realizar un dobladillo o bastilla de 1 o  2 cm.

8.Aplicar pegamento, hacer el dobladillo y pegar.

9.Esperar que seque y verificar que no se pegue abajo del dobladillo.

10.Doblar el gajo superior por la mitad y repetir desde el paso 7 hasta que solo falte “cerrar” el globo.

11.Voltear el globo, extender los últimos dos gajos , que ya quedan desplazados para realizar  el ultimo dobladillo.

12.Verificar que las puntas queden bien cerradas.

13. Cortamos 15 cm. del lado de la punta mas maltratada, para hacer “la boca” del globo.

Instrucciones para fabricación de mechas:

1. Fundir la cera en el recipiente de metal.
2. Doblar una servitoalla (toalla desechable de cocina) cuatro veces por la mitad. (se requieren dos mechas).
3. Sumergir en cera líquida la servitoalla doblada (sujetándola de una esquina con las pinzas).
4. Sacar la servitoalla impregnada de cera líquida y de ser posible aplastarla para sacar excedente de cera. (Para que al encenderla evitar goteo).
5. Dejar secar.

Instrucciones para fabricación de canastilla:

1. La boca del globo es un cuadro de aproximadamente 24 cm en cada lado. Se debe hacer un cuadro de alambre de las mismas dimensiones que la boca del globo. El alambre se puede sujetar con diurex para “cerrar” la figura.
2. Colocar el cuadro de alambre en el interior de la boca del globo y pegarla con resistol, haciendo un dobles pequeño hacia dentro.
3. Cortar dos piezas de alambre de 35 cm y doblarlas por la mitad.
4. Perforar las dos mechas por el centro y un poco hacia abajo con un alambre y luego introducir el segundo alambre en el mismo orificio.
5. Recorrer las dos mechas al centro de los alambres y fijarlas enrollando los alambres con las pinzas.
6. Separa los alambres en ángulos de 90 grados, nos queda una “araña” con las mechas al centro.
7. Colocar la “araña” en la boca del globo perforando el papel en el centro de cada uno de los “gajos” con las puntas de alambre  y fijar doblando hacia dentro del globo.
8. Verificar que la canastilla con las mechas quede equilibrada. Les debe quedar algo así:

Soltura:

1. Buscar un momento del día en que no sople el viento.
2. Buscar un lugar abierto en el que no estén cerca cables de luz, teléfono, etc.
3. Sujetar el globo por la puntas, extendiéndolo con la boca hacia abajo.
4. Encender las mechas.
5. Esperar a que el aire del interior del globo se caliente.
6. Cuando el aire del globo ya este caliente, soltar las puntas superiores.
7. Es el momento para tomarle una foto.
8. Soltar las puntas inferiores al mismo tiempo a la cuenta de 3 y dejar que el globo vuele.
9. Es muy divertido seguir el globo y recuperarlo para elevarlo nuevamente.

Seguridad:

Debemos tener en cuenta que estamos “jugando con fuego”, nunca se debe estar confiado, el viento o falta de equilibrio en la canastilla pueden provocar que el globo se queme en el aire, si esto sucede se debe guardar la calma, el globo se quema rápido, solo debemos asegurarnos de apagar la mecha y cuidar que no afecte otra cosa.

Ya que el globo se elevó sin problemas, bajará hasta que la mecha se consuma completamente por el fuego.

Si todo se hace con responsabilidad y con la supervisión de un adulto, el globo de papel china es un juguete MUY DIVERTIDO.

Globos de Cantolla

Globos de Cantolla: Densidad y Convección

Los globos de Cantolla (escrito muy frecuentemente Cantoya de manera incorrecta) son muy atractivos para chicos y grandes. Son un tipo de globo aerostático, generalmente son pequeños (se han construido globos de Cantolla enormes). Además, su construcción es muy económica, y resultan muy vistosos, aún más si son soltados de noche.

Globos de Cantolla

Se les llama globos de Cantolla en honor a Joaquín de la Cantolla y Rico, aeronauta mexicano que realizó su primer exhibición de un Globo Aerostático en 1863.

Con ellos, podemos revisar varios principios importantes en Física, en los que destacan: la densidad, la dilatación y la convección.

La densidad de una sustancia es la relación que existe entre su volumen y su masa. Un kilogramo de algodón y uno de plomo, ocuparán distinto volumen, a pesar de tener la misma masa, siendo el algodón de mucho mayor tamaño.

El metal y el corcho tienen la misma masa, pero no el mismo volumen

Podríamos creer que un material siempre va a ocupar un espacio de acuerdo a su masa, pero no es así, también influye el calor y la dilatación como consecuencia de éste. Cuando calentamos un gas, aire por ejemplo, las partículas tienden a ocupar más espacio, disminuyendo su densidad, provocando que las partículas más frías se desplacen al fondo y las calientes suban, con lo que observamos otro fenómeno: la convección.

La convección es una forma de transmisión de calor que ocurre en los fluidos (líquidos y gases), en la que las partículas más frías se desplazan hacia abajo y las más calientes hacia arriba.

Las partículas más calientes de agua (menos densas) suben, mientras las frías (más densas) bajan.

¿Dónde observamos éstos principios en un globo de Cantolla?

Cuando calentamos con la mecha el aire ocurren los fenómenos de dilatación y convección. El aire caliente se dilata y sube, y al quedar atrapado en el globo, provoca que el globo de Cantolla se eleve con el aire caliente que contiene, pues el aire dentro del globo es menos denso que el aire del ambiente. Dentro del globo ocurre la dilatación del aire y la transferencia de calor por convección, al elevarse comprobamos el principio de densidad.

Al terminarse la mecha y enfriarse el aire del globo, regresa a la densidad que tiene el aire ambiental lo que provoca que el globo baje. Podemos recuperarlo y encender una nueva mecha, donde observaremos como el proceso se repite.

Mira en este video cómo se elevan los globos de Cantolla:

Soltando un globo de Cantolla

Da clic aquí para saber cómo construir un globo de Cantolla.