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Experimentos > Física por un tubo. Caída de tubos y anillos en imanes

Categorías: Electromagnetismo
Palabras clave: Campo magnético, Inducción, Magnetismo


Autor/es

Lorenzo Ram�rez Castro

Qué se pretende demostrar

Cuando un tubo o un anillo metálicos no ferromagnéticos se mueven en el seno de un campo magnético, de manera que hay una variación del flujo magnético que los atraviesa, se inducen en ellos corrientes eléctricas, las llamadas corrientes de Foucault, cuyos efectos magnéticos tienden a oponerse al campo que las ha creado.



Dirigido a

Gran Público, Secundaria, Universidad



Materiales necesarios

  • Dos soportes de laboratorio con la barra vertical de acero
  • Dos pilas de imanes de neodimio de 1 cm de diámetro de base por 2 cm de altura, aproximadamente.
  • Dos trozos de tubo de cobre o aluminio de unos 20 cm de longitud y de un diámetro interior superior a 1 cm, que permita el paso de los imanes en su interior. El palo de las escobas de aluminio es perfecto ya que es barato y se corta con facilidad. A uno de los tubos se le ha de hacer un corte vertical a lo largo de todo el tubo.
  • Dos anillos de cobre o aluminio del mismo grosor de los tubos. Se pueden conseguir con facilidad serrando anillos finos del mismo palo de escoba anterior. Uno de los anillos debe de ser abierto.


Descripción

Hace ya tiempo que se han popularizado los imanes de neodimio y, con ellos, las experiencias que ponen de manifiesto los fenómenos de inducción electromagnética y las corrientes de Foucault. Por ejemplo ya es un clásico dejar caer un imán de neodimio por un tubo de cobre o de aluminio y comprobar cómo es de lenta su caída o medir la fuerza que aguanta el tubo durante la caída del imán.

También hace decenios que se realizan experiencias con los peines de Foucault y electroimanes o, más recientemente, con imanes de neodimio. Por ejemplo se deja oscilar un péndulo, hecho con trozos de aluminio o de cobre, sobre un imán de neodimio que se coloca en la parte baja de la trayectoria del péndulo, de manera que es frenado más o menos rápidamente dependiendo de la geometría de lo que cuelga del péndulo.

La propuesta que aquí se presenta es una variante económica y sencilla de los peines de Foucault en la que se dejan caer simultáneamente los dos tubos sobre dos columnas de imanes de neodimio colocados verticalmente sobre los dos soportes de laboratorio, para comprobar:
Primero: que caen más lentamente por los imanes que si lo hicieran libremente en el aire como consecuencia de las corrientes inducidas en los tubos.
Segundo: que el tubo cortado longitudinalmente cae más deprisa que el otro ya que si está cortado no se pueden formar corrientes eléctricas a su alrededor.

Si a continuación se dejan caer los anillos encima de los imanes, es posible conseguir acertar y que el anillo abierto se cuele en el imán, pero con el anillo cerrado no hay manera, ya que los respectivos campos magnéticos, el del imán y el que generan las corrientes inducidas en el anillo, enseguida generan un par de fuerzas que hace que el anillo gire y caiga por un costado de los imanes.

Para que se aprecien bien y a simple vista los fenómenos descritos, la experiencia se ha de hacer con imanes de neodimio. Los imanes de ferrita o de alniquel no son suficientemente potentes. Además los imanes de neodimio son ahora fácilmente asequibles y tan baratos o más que los otros.


Existe alg�n riesgo


Hay que tener cuidado al serrar, si los tubos y los anillos se obtienen del palo de una escoba de aluminio.

Usar guantes y gafas al hacerloLos imanes de neodimio son muy potentes. Hay que manejarlos con cuidado ya que es muy fácil pillarse los dedos al intentar separarlos o unirlos, y producirse heridas en la piel.



Imágenes

 


Para saber m�s



Observaciones

En esta misma feria de Ciencia en Acción 2011, Antonio Serrano Jaén, en su mesa de demostraciones “De sorpresa en sorpresa”, mostraba una variante de estas demostraciones de inducción electromagnética, consistente en dejar caer un imán de neodimio prismático sobre un gran pedazo de cobre. Si al imán se le proporciona un pequeño impulso para que caiga girando horizontalmente, se aprecia perfectamente cómo se frena su caída i se deposita suavemente sobre el trozo de cobre.