Proyecto De Ciencias 102s2r

Proyecto de ciencias: “Creando un electroimán casero” Alumno: José Carlos Bamboa Jáuregui. Grado y Sección: 2° de Secundaria “A” Curso: Ciencia Tecnología y Ambiente. Docente: Li Sigüenza Franco.

TRUJILLO - PERU 2016

CONTENIDO I.

RESUMEN................................................................................................................... 3

II.

PLAN DE INVESTIGACIÓN........................................................................................4 2.1

Realidad Problemática........................................................................................4

2.2

Problema de la investigación.............................................................................4

PROYECTO DE CIENCIAS: “CREANDO UN ELECTROIMÁN CASERO” 2.3

Formulación de hipótesis...................................................................................4

2.4

Justificación de la investigación:......................................................................4

2.5

Objetivos de la investigación.............................................................................5

2.4.1.

General......................................................................................................... 5

2.4.2.

Específicos...................................................................................................5

III.

MARCO TEORICO...................................................................................................6

3.1.

Antecedentes del problema...............................................................................6

3.2.

Definición de términos básicos.........................................................................6

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS:...................................................................................9

4.1.

Materiales:........................................................................................................... 9

4.2.

Método:................................................................................................................ 9

V.

RESULTADOS........................................................................................................... 11 5.1.

Descripción de los resultados encontrados en la investigación...................11

5.2.

Contrastación de hipótesis:.............................................................................11

VI.

CONCLUSIONES...................................................................................................12

VII.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:.....................................................................13

VIII.

ANEXOS :.............................................................................................................. 13

I. RESUMEN

Título de la investigación: “Creando un electroimán casero” Lo que sucede con nuestro electroimán es que sus propiedades magnéticas se activan por la energía eléctrica que la batería le está proporcionando. Los electroimanes funcionan en un principio relativamente uniforme. Segundo de Secundaria

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PROYECTO DE CIENCIAS: “CREANDO UN ELECTROIMÁN CASERO”

El cable eléctrico está envuelto en una bobina alrededor de una barra de hierro o un aro. Cuando la electricidad se ejecuta a través de la bobina, hace que el interior de hierro se vuelva altamente magnetizado. Esta fuerza magnética dura solo mientras la electricidad se ejecute a través de los cables, y su intensidad varía dependiendo de la fuerza de la carga eléctrica. Esta es la principal diferencia entre el imán tradicional y el electroimán. Los electroimanes son variables en fuerza y pueden tener sus campos magnéticos apagados, mientras que los imanes normales tienen un nivel estático de fuerza y no se pueden apagar.

II. PLAN DE INVESTIGACIÓN

2.1 Realidad Problemática A lo largo del tiempo el hombre se ha visto en la necesidad de usar dispositivos magnéticos para solucionar problemas y dar uso a nuevas

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tecnologías para que pueda maximizar su tiempo y generar nuevos inventos, por ejemplo era necesario crear dispositivos de freno en los automóviles, en algunos tranvías, los frenos electromagnéticos se adhieren directamente a los rieles. Posteriormente se necesitaba en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente metales en chatarrerías y centros de reciclaje.

Aunque la plata es el mejor conductor de la electricidad, el cobre es usado más a menudo debido a su relativo bajo costo, y a veces se emplea aluminio para reducir el peso; podemos evidenciar que existe la necesidad de crear nuevos inventos para poder realizar diversas actividades para el beneficio del hombre.

2.2 Problema de la investigación ¿Se puede atraer cuerpos metálicos con ayuda de un electroimán y material ferromagnético?

2.3 Formulación de hipótesis Con ayuda de un electroimán y material ferromagnético se pueden atraer cuerpos metálicos.

2.4 Justificación de la investigación: La investigación se realiza con la finalidad de que los niños y jóvenes los adultos, las autoridades tengan conciencia del uso de los electroimanes y su importancia en la vida diaria. Es importante conocer el valor práctico del uso de nuevas tecnologías que permitirán solucionar problemas a mayor escala

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con ayuda del magnetismo. Los beneficios de los electroimanes son masivos. Los electroimanes son extremadamente útiles en los procesos industriales y hacen posible el trabajo de la línea de montaje en las fábricas más modernas. Los electroimanes también se usan en las máquinas MRI (Resonancia magnética), candados magnéticos, grabación magnética de sonido (incluyendo discos duros de computadoras, cintas de vídeo y casetes) y muchos tipos de motores. 2.5 Objetivos de la investigación 2.5.1. General Construir un electroimán capaz de atraer cuerpos metálicos hacia un material ferromagnético. 2.5.2 Específicos  Observar las fuerzas de los campos electromagnéticos de un electroimán.  Conocer los usos que tienen los electroimanes en nuestra vida diaria.  Propiciar el uso de electroimanes para solucionar problemas cotidianos.

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III.MARCO TEORICO 3.1.

Antecedentes del problema Los electroimanes se produjeron por primera vez por William Sturgeon en 1823. Sturgeon, un científico británico, había concebido el proyecto algún tiempo antes y creó el primer electroimán de trabajo de hierro, alambre de cobre y una batería. Este simple electroimán era capaz de levantar mucho más de lo que pesaba usando solamente la atracción magnética. Con el paso del tiempo, los científicos crearon electroimanes más potentes. Los electroimanes modernos pueden levantar toneladas de metal con relativa facilidad.

3.2.

Definición de términos básicos -

Magnetismo: es un fenómeno físico por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

-

Imán: Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo,

de

forma

que

atrae

a

otros

imanes

o

metales

ferromagnéticos (por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones de estos). Puede ser natural o artificial. Los imanes pueden ser: naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales. Un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas (magnetita). Un imán artificial es un cuerpo de material ferromagnético al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo. Un imán

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permanente está fabricado en acero imantado. Un imán temporal, pierde sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo. -

Imanes naturales: La magnetita es un potente imán natural, tiene la propiedad de atraer todas las sustancias magnéticas. Su característica de atraer trozos de hierro es natural. Está compuesta por óxido de hierro. Las sustancias magnéticas son aquellas que son atraídas por la magnetita.

-

Imanes artificiales permanentes: Son las sustancias magnéticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción.

-

Imanes artificiales temporales; Aquellos que producen un campo magnético sólo cuando circula por ellos una corriente eléctrica. Un ejemplo es el electroimán.

-

El electroimán: es una bobina (en el caso mínimo, una espiral) por la cual circula corriente eléctrica. Los electroimanes funcionan en un principio relativamente uniforme. El cable eléctrico está envuelto en una bobina alrededor de una barra de hierro o un aro. Cuando la electricidad se ejecuta a través de la bobina, hace que el interior de hierro se vuelva altamente magnetizado. Esta fuerza magnética dura solo mientras la electricidad se ejecute a través de los cables, y su intensidad varía dependiendo de la fuerza de la carga eléctrica. Esta es la principal diferencia entre el imán tradicional y el electroimán. Los electroimanes son variables en fuerza y pueden tener sus campos magnéticos apagados, mientras que los imanes normales tienen un nivel estático de fuerza y no se pueden apagar.

¿Cómo funciona el electroimán?

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El electroimán funcionara cuando lo acerquemos a algún objeto metálico, la fuerza de nuestro electroimán dependerá de varios puntos, tales como: o Voltaje de la pila, si queremos uno más potente debemos tener una batería con más voltaje. o Número de vueltas del cable alrededor del tornillo. o Material del núcleo (del tornillo). Podemos experimentar con distintos materiales del núcleo, tales como hierro, acero, cobalto, níquel, etc. para construir diferentes modelos y probar sus distintas fuerzas de atracción. Pero debemos tener mucho cuidado, al sentir que el cable ha tomado temperatura elevada debemos desconectar la corriente inmediatamente.

Pero, ¿qué ventaja tengo frente a un imán? Pues un electroimán lo podemos prender y apagar, dependiendo el momento en que lo necesitemos utilizar. Además los electroimanes los podemos encontrar en muchos lugares, como: discos de computadoras, timbres para puertas.

IV.MATERIALES Y MÉTODOS: 4.1.

Materiales:

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    

Cable de cobre esmaltado (se puede comprar en ferreterías). Un tornillo grande u otro material ferro magnético. Una pila de tamaño XL. Tijeras. Tornillos, arandelas u otros materiales metálicos que puedan ser atraídos por un imán.

4.2.

Método:  Lo primero que tenemos que hacer es enrollar el cable de cobre esmaltado alrededor del tornillo. Es importante que quede lo más concentrado posible. Una vez hecho, dejamos unos 5-6 centímetros más de cable por cada lado y cortamos el sobrante con las tijeras.  El siguiente paso es quitar el esmalte de los extremos del cable. Hay dos formas de hacerlo: -

La primera es raspando con las tijeras o un cúter hasta quitarlo

-

completamente. La segunda forma es simplemente quemando los extremos con un mechero. Ahora está listo nuestro electroimán casero y lo único que nos queda hacer es conectar uno de los extremos al lado positivo de la pila y el otro, al negativo. Manteniéndolos sujetos con los dedos índice y pulgar, acercamos el tornillo a los clavos o arandelas que tengamos preparados y... ¡los atraerá al momento!

 Por último, es importante que no tengamos el cable conectado a la pila durante mucho tiempo, ya que, debido al efecto Joule, aumenta de temperatura y podemos llegar a quemarnos los dedos. ¿Qué sucede? Lo que sucede con nuestro electroimán es que sus propiedades magnéticas se activan por la energía eléctrica que la batería le está proporcionando.

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Un imán normal siempre está imantado, no podemos maniobrar sus propiedades a nuestro gusto, es decir, no podemos encender y apagar un imán. Sin embargo, en nuestro caso, si desconectamos un extremo del cable de la batería, éste pierde sus propiedades (aunque el clavo puede imantarse y por un rato mantener el magnetismo). Por estas razones es que se llama electroimán y funciona de acuerdo a la teoría electromagnética. Todo electroimán, como claramente lo dice su nombre, funciona gracias a la energía eléctrica, su magnetismo sólo se activa cuando la electricidad fluye a través del cable. Cuando la energía eléctrica fluye, las moléculas en el clavo se organizan de forma tal que ocurre la atracción respecto a los metales. Es muy importante que nunca se intente hacer esta actividad con fuentes de energía eléctrica mayores, algo así sería sumamente peligroso.

V.RESULTADOS 5.1.

Descripción de los resultados encontrados en la investigación. El clavo para el electroimán no es necesario, se puede utilizar un tornillo si así lo desean. Al pasar la corriente eléctrica de la pila por un material conductor, como es en este caso el cable de cobre, se genera un campo magnético alrededor de él. Lo que pasa es que éste es muy débil y no es capaz de imantar materiales como son arandelas o clavos.

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Lo que hemos hecho en este experimento es concentrar el material conductor en una pequeña zona, con lo que su campo magnético adquiere mayor fuerza. Con ayuda de un material ferromagnético como es el tornillo grande, canalizamos las líneas electromagnéticas hacia un mismo punto y así conseguimos un potente electroimán casero. 5.2.

Contrastación de hipótesis: Con ayuda de un electroimán y material ferromagnético se pueden atraer cuerpos metálicos en reposo.

VI.CONCLUSIONES  Se logro construir un electroimán capaz de atraer cuerpos metálicos hacia un material ferromagnético.  Se pudo observar a través del movimiento las fuerzas de los campos electromagnéticos de un electroimán  Se pudo conocer a través de la información los usos de los electroimanes en nuestra vida diaria.  Se incentivó al uso de los electroimanes en la experimentación de nuevas alternativas de uso científico.

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VII.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:       

Arnés, o. Olga 1999 higiene en la vivienda, 32pg. La paz-Bolivia Grijalbo 2003 ecología 96pg. Lima Perú http://proyectosciencia.galeon.com/ http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n http://www.youtube.com/watch?v=9Rjd7SeAzG8 http://www.ehowenespanol.com/acerca-electroimanes-sobre_49662/ http://www.proyectostecnologia.com.ar/web/index.php? option=com_content&task=view&id=123&Itemid=60 VIII.ANEXOS :

 Fotos de Materiales

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