El presente artículo pretende demostrar de forma práctica la existencia de las líneas de campo magnético y se relaciona a su vez con un artículo anterior publicado en la revista número 22, en que se construye paso a paso un motor de corriente continua. A tal fin, se han elaborado las siguientes prácticas para conocer mejor los conceptos teóricos que rigen el funcionamiento de los imanes en general y relacionarlos con el funcionamiento del motor de corriente continua, entre los alumnos de la ESO.

0. Conceptos previos

Antes de empezar con el desarrollo propio de las prácticas es importante repasar una serie de conceptos teóricos:

Magnetismo: Definimos el magnetismo como la propiedad que se observa (fácilmente) en ciertos metales y minerales, que son capaces de atraer objetos de hierro, cobalto o níquel.

Imán: Todos aquellos metales y minerales que presentan de forma natural la propiedad del magnetismo son denominados imán. Todo imán tiene dos polos magnéticos (norte y sur), cumpliéndose la ley de que polos iguales se repelen y polos distintos se atraen.

Líneas de campo magnético: Son unas líneas imaginarias (y por tanto invisibles) que salen del polo norte del imán y entran en el polo sur. Cuantas más líneas de campo magnético haya en un punto, más fuerza tiene el imán en ese punto.

Electromagnetismo: Al igual que el magnetismo, el electromagnetismo es la propiedad de atraer metales magnéticos (hierro, cobalto o níquel); pero, a diferencia de éste, el electromagnetismo sólo existe en presencia de corriente eléctrica, de forma que si no hay electricidad no hay electromagnetismo (y por esto no es una propiedad que se presente de forma natural, sino que más bien se presenta inducida por la corriente eléctrica que circula alrededor de un núcleo de un metal magnético).

Electroimán: Es un dispositivo compuesto principalmente por un núcleo de metal magnético sobre el que se arrolla una bobina de cable conductor, de forma que si a través del cable conductor circula corriente eléctrica, el núcleo se comporta como un imán (pero sólo mientras circula la corriente eléctrica, pues deja de funcionar al detener la corriente eléctrica).

1. Líneas de campo magnético
Para explicar el “funcionamiento” de los imanes, la ciencia nos propone un modelo basado en líneas de campo magnético. En las siguientes prácticas podremos visualizar, de forma sencilla, estas líneas de campo magnético (o líneas de fuerza).

1.1. Práctica 1: Visualización en seco de las líneas de campo magnético

En esta práctica vamos a utilizar limaduras de hierro para apreciar las líneas de campo magnético.

Material necesario:

Bolsa de plástico
Limaduras de hierro
Imanes de distintos tipos (herradura, nevera, circular, rectangular...)
Un papel
Un salero para rellenar con las limaduras de hierro

Desarrollo de la práctica

1. Forrar el imán con la bolsa de plástico (para evitar que por algún descuido, las limaduras de hierro se pongan en contacto con el imán, de forma que sería costoso separarlas).
2. Cubrir el imán con la hoja de papel.
3. Espolvorear lentamente las limaduras sobre el papel.
4. Observar cómo las limaduras se van orientando y se van observando las líneas de campo.
5. Dibujar en la libreta las líneas de campo.
6. Para recuperar las limaduras (y realizar el experimento con otro imán), separar con cuidado el papel del imán y volver a echarlas en el salero.
7. Repetir los pasos con distintos tipos de imán.

A continuación se muestran algunas de las fotos tomadas durante la realización de esta práctica, para distintos imanes. En ellas se aprecia claramente la ordenación de las limaduras de hierro siguiendo las líneas de campo magnético de los imanes.

Líneas de campo magnético de un imán de altavoz

1.2. Práctica 2: Visualización en aceite de las líneas de campo magnético

Vamos a repetir la práctica anterior, pero ahora utilizaremos un recipiente con aceite al que añadiremos las limaduras de hierro.

Material necesario:

Recipiente de plástico transparente pequeño.
Limaduras de hierro.
Imanes de distintos tipos (herradura, nevera, circular, rectangular...).
Aceite de cocinar.

Desarrollo de la práctica

1. Rellenar el recipiente con aceite.
2. Añadir las limaduras de hierro.
3. Remover la mezcla hasta que quede lo más uniforme posible.
4. Acercar un imán.
5. Observar y dibujar cómo se orientan lentamente las limaduras.

A continuación mostramos algunas de las fotos tomadas durante la realización de estas prácticas, utilizando aceite en lugar de papel. En este caso, la ventaja que ofrece el aceite es que permite apreciar claramente la ordenación en tres dimensiones (frente a las dos que se aprecian al utilizar papel) de las limaduras de hierro, siguiendo las líneas de campo magnético de los imanes.