Imánes y corrientes

IMANES Y CORRIENTES

El conocimiento de las interacciones magnéticas se remonta a la Grecia clásica. Los griegos observaron la atracción que ejercía un mineral, la mag­netita (por encontrarse en la proximidad de la ciudad de Magnesia) sobre el hierro. La misma propiedad la poseen el hierro, el cobalto y el manga­neso en su estado natural y además algunos compuestos de dichos metales. Un cuerpo magnetizado se llama imán y en los imanes las regiones en las cuales los efectos magnéticos se encuentran más concentrados se llaman polos magnéticos.

Experimento 1 . MAGNETITA

La piedra imán atrae a objetos como grapas, límaduras de hierro y brújulas. Cuando se suspende de una cuerda, se alínea a lo largo del eje norte-sur, que es el principio de la brújula. El compuesto tiene como fórmula Fe3O4

Experimento 2. JUGUETES CIENTIFICOS

 

 

 

 

La bailarina gira misteriosamente frente al espejo y la pelota gira en el delfín gracias a imanes colocados estratégicamente en estos juguetes

 

 

Son misteriosos. Parecen simples tienen formas ovales y cuidadosamente pulidos. Separándolos y lanzándolos en el aire se aproximan y parecen adquirir vida con ruidos algo enervantes.

 

La Tierra se comporta como un inmenso imán ya que si suspendemos una barra magnética (brújula) en cualquier punto de la superficie terres­tre y la dejamos moverse en libertad alrededor de la vertical, se orienta de modo que siempre el mismo extremo apunta hacia el polo Norte geo­gráfico. Este fenómeno ilustra que hay dos clases de polos magnéticos que podemos designar con las letras N y S, correspondiendo respectiva­mente a los polos que apuntan a los polos Norte y Sur geográficos.

 

 

Experimento 3 . CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE

 

Coloca grapas sobre el globo magnético en diferentes puntos. Si quedan planos se ha encontrado el ecuador magnético, si permanecen hacia arriba estás situado en el polo magnético. Entre los polos y el ecuador las grapas formarán diferentes ángulos.

 

Con una brújula se determina la dirección  Norte de la Tierra

 

Si tomamos dos barras magnetizadas y las acercamos veremos que entre ellas existe una atracción o repulsión según que enfrentemos po­los distintos o iguales. La interacción entre polos magnéticos iguales es repulsiva y la interacción entre polos magnéticos de distinto nombre es atractiva.

 

Una de las características de los imanes es que al romperlos apare­ce en cada trozo un nuevo polo, de tal forma que se crean dos nuevos imanes, cada uno con un polo Norte y un polo Sur. Esto ocurre siem­pre que el imán se subdivide, por lo que hasta ahora no ha sido posible aislar un polo magnético o identificar una partícula fundamental que tenga un solo polo Norte o Sur.

 

La fuerza entre dos polos magnéticos es, como la gravitatoria o la eléctrica, una fuerza a distancia y, como en ellas, podemos utilizar para describir lo que ocurre el concepto de campo. Un imán crea una perturbación en el espacio llamado campo magnético.       \

 

Por lo tanto, en toda región en la que un imán de prueba (una brújula, por ejemplo) experimenta una fuerza que tiende a orientarlo, existe un campo magnético.

 

Las líneas de fuerza de dicho campo tienen la mis­ma dirección que la que adopta el imán y su sentido es el que corresponde a ir del extremo Sur al extremo Nor­te por dentro de él.

Para visualizar campos magnéticos podemos espolvorear limaduras de hierro cerca de los imanes observando su disposición en el campo,| Las limaduras se orientan en la dirección de las líneas de fuerza, por» que en cada una de ellas se forma un imán elemental debido a que campo magnético induce en ella un polo Norte y un polo Sur.

 

Experimento 4 . IMÁNES PODEROSOS

 

El imán que utilizaremos en este experimento es uno de los más poderosos del mundo.  Esta hecho de material de neodimio – hierro – boro, o Nd2Fe14B, del cual el hierro es el componente principal. Su  intensidad de campo es de 1.25 Teslas (decenas de miles más fuerte que el campo magnético terrestre).

 

 

 

Un par de discos de este material no puede separarse tirando e incluso deslizando. Un imán evita que un segundo caiga  incluso separado por la anchura de la mano.

Este imán es lo suficientemente fuerte para revelar la presencia de sustancias magnéticas incluso en la tinta de imprimir en el papel moneda o para separar las limaduras de hierro de los cereales.

Experimento 5. FERROFLUIDOS

Un ferrofluído es el único material conocido en el que el magnetismo y la fluidez coexisten. Utilizando un tubo con un ferrofluido se observa una estrella formada por un haz  de partículas cuando se acerca un imán fuerte.

 

Primeros trabajos sobre las acciones magnéticas de las corrientes eléctricas

Hans Christian Oersted (1777-1851), profesor de física de la universidad Copenhague observó en 1820, que la aguja de una brújula se movía colocándose perpendicularmente a un cable próximo por el que pasaba una corriente eléctrica. Cuando el sentido de la corriente se invertía, la aguja giraba en dirección opuesta.

Una característica destacable de este descubrimiento es que se hizo frente a una clase de estudiantes. Como la desviación de la aguja de la brújula era pequeña, Oersted no se impresionó demasiado y durante tres meses no realizó ningún experimento mas . Después de confirmar el efecto, envió un anuncio de cuatro páginas, en Latin a muchos periódicos científicos.

Experimento 6. Oersted

Materiales

Fuente de alimentación, 30 cm de cable aislado, pela cables, pequeña brújula, trozo de cartón de 10 cm por 40 cm

 

Procedimiento

  • Quitar 3 cm de aislamiento del cable utilizando el pela cables
  • Asegurarse de que la fuente de alimentación está a bajo voltaje y desconectada.
  • Colocar la brújula a la derecha y próxima al cable AB (ver figura). Utiliza la brújula para buscar el norte. Mover el circuito de manera que el cable AB esté en la dirección norte – sur como muestra la figura.
  • Conectar la fuente de alimentación. Anota lo que le ocurre a la aguja de la brújula. Desconectar la fuente de alimentación.
  • Repetir los pasos anteriores colocando la aguja de la brújula a la izquierda del cable AB y debajo del cable. Anotar la observaciones
  • Hacer un puente con el trozo de cartón como muestra la figura y colocarlo sobre el cable AB. Poner la brújula sobre el puente. Encender la fuente de alimentación. Anotar lo que sucede y luego apagar.
  • Repetir los pasos anteriores cambiando la polaridad de la pila

 

LINEAS DE FUERZA

 

Faraday, el hijo de un herrero

 

Por sus grandes descubrimientos puede considerarse a Faraday (1791 -1867) uno de los más grandes científicos experimentales. Sin embargo sus orígenes y su educación fueron muy modestos. Era hijo de un herrero y en sus propias palabras “… mi educación consistía en un poco más que rudimentos de lectura, escritura y aritmética …. Mis horas transcurrían en la escuela y en las calles. A la edad de doce años empezó a trabajar como chico de los recados de una librería. 

En 1805 con 14 años Faraday fue aprendiz encuadernador en George Riebau de Blandford Street. Durante sus siete años de aprendizaje Faraday se interesó en la ciencia y en particular en la química. Fue capaz de realizar experimentos químicos y construir su propia máquina electrostática. En 1810, Faraday se inscribió en la Sociedad filosófica de la ciudad. En esta sociedad un grupo de jóvenes se reunía cada semana para escuchar conferencias sobre temas científicos. 

Hacia 1812, uno de los clientes de Riebau, William Dance, le proporcionó cuatro entradas para escuchar una de las cuatro últimas conferencias de Humphry Davy en la Royal Institution. Faraday asistió a estas conferencias tomó notas, se las presentó a Davy bien encuadernadas y le pidió trabajo. Davy hizo una entrevista a Faraday, pero en aquellos momentos no tenía un puesto disponible. En 1813 se planteó una discusión  entre el constructor de instrumentos de la Royal Institution y el ayudante químico, que dimitió. Davy buscó un sustituto y se acordó de Faraday. Le llamó para una segunda entrevista y fue contratado como Ayudante químico el 1 de Marzo de 1813.

Entre Octubre de 1813 y Abril de 1815, acompañó a Davy, como ayudante, en un recorrido científico por el Continente. Davy recibió un pasaporte de Napoleón para el, su mujer, su doncella y un ayudante de cámara. Faraday, en principio muy reticente, estuvo de acuerdo en desempeñar este último papel. En su viaje visitaron Paris, Italia donde encontraron al anciano Volta y a Ampere, Suiza y Alemania del Sur.

De vuelta a Inglaterra, Faraday volvió a su puesto y ayudó a  Davy en la construcción de la lámpara de seguridad de minero entre 1816 y 1817. Entre 1818 y 1822 trabajó con el fabricante de instrumentos quirúrgicos James Stoddart mejorando la calidad del acero de loa instrumentos..

El año 1821 fue uno de los años más importantes en la vida de Faraday. El 21 de Mayo fue ascendido a superintendente de la Royal Institution . El 2 de Junio se casó con Sarah Barnard que era miembro de una de las familias sandemanianas de Londres, religión que siempre profesó Faraday..

En 1820, Davy mandó hacer a Faraday un informe sobre el experimento de Oersted. Davy, había cometido un error en su interpretación pensando que el hilo que transportaba la corriente se imanaba y que la aguja de la brújula se desviaba por la ley de atracción repulsión. Faraday identificó el error y repitió los experimentos. Comprendió que la teoría newtoniana no explicaba la naturaleza circular de las fuerzas asociadas al campo magnético que producía una corriente.

Ayudados por la pila voltaica, e impulsados por el descubrimiento de Oersted, los científicos de Europa y América exploraron la naturaleza de la electricidad y su relación con otras fuerzas. En Francia, Francois Arago descubrió el efecto magnético de un disco de cobre girando, un misterioso fenómeno explicado años más tarde por Faraday. Y en Alemania, Georg Simon Ohm realizó experimentos que llevaron al establecimiento de su ley, que relaciona la intensidad de la corriente en un cable con la fuerza electromotriz (voltaje) y la resistencia en el circuito.

Uno de los muchos científicos que se vio impulsado a estudiar el fenómeno descubierto por Oersted fue Andre Marie Ampere, profesor de Mecánica de la Ecole Polytechnique de Paris. Ampere extendió la investigación de los efectos magnéticos de la electricidad a la interacción entre dos cables que conducen la corriente eléctrica. Demostró que eran los mismos que entre un cable y un imán.

Experimento 7. Fuerzas entre dos conductores

Materiales

 

3m de cable aislado, pela cables, 2 fuentes de alimentación de corriente continua, trozo de madero, 2 trozos de corcho blanco de 15 cm x 15cm x 10 cm, , alambre de percha, alicates, corta cables, papel de lija

 

Procedimiento

 

  • Colocar los dos trozos de corcho blanco en una superficie plana separados unos 10 cm. Utilizando los alicates y el cortador de alambres cortar la parte de colgar de la percha. Estirar el resto de la percha y cortar dos trozos de 30 cm de largo. Utilizar el papel de lija para quitar el revestimiento de los trozos de percha.

 

 

  • Doblar cada trozo de percha en forma de L como se muestra en la figura . Utilizando los alicates, haz un pequeño gancho en el extremo más corto de la L de cada trozo. Meter el otro extremo en un trozo de corcho blanco.
  • Cortar el cable en dos partes iguales. Coger uno de los trozos cables. Pelar 3 cm de aislamiento de los extremos utilizando la pela cables. Doblar el trozo de cable en la forma ABCD. No conectar la fuente de alimentación 1 hasta que se diga.
  • Cortar un trozo de cable de 40 cm de largo del segundo trozo de cable. Pelar 3 cm del cable- Doblarlo en la forma EFGH, haciendo pequeños ganchos en los puntos E y H.
  • Ahora colgar el cable EFGH de los dos ganchos en los extremos de los trozos de cable de percha insertados en el corcho blanco. Ajustar la posición de las formas en L de manera que la porción FG está aproximadamente a 2,5 cm por encima de la superficie de la mesa.
  • Cortar dos trozos más de cable cada uno de 40 cm de longitud. Pelar 2 cm de cada trozo de alambre utilizando el  pela cables.
  • Conectar un extremo de un trozo de cable de alambre apuntando a E y un extremo del otro trozo de cable en H. Conectar los otros extremos de los cables a los terminales de la fuente de alimentación 2 para hacer el circuito 2.
  • Colocar el trozo de tablón paralelo y a 5 cm del cable FG. Unirlo a la mesa utilizando cinta adhesiva.
  • Ahora colocar el cable ABCD de manera que el cable BC esté paralelo y a 2 cm del cable FG. Unir los cables DC y AB al trozo de madero utilizando cinta adhesiva.
  • Conectar los extremos A y D a la fuente de alimentación 1 para completar el circuito 1. Observar lo que sucede.
  • Repetir el paso anterior pero invirtiendo el sentido de la corriente.

En 1820 empezó una correspondencia entre Faraday y Ampere que continuó durante muchos años. Los dos tuvieron una muy buena relación, pero sus estilos científicos fueron muy diferentes. Faraday era un experimentador soberbio que se aproximaba a los asuntos con gran intuición e imaginación, pero era muy cuidadoso en sus especulaciones. Ampere, también un fino científico de laboratorio, era un genio matemático que soñaba describir la naturaleza a través de los números y símbolos abstractos. La falta de entrenamiento matemático de Faraday limitaba su valoración de teóricos como Ampere.

El rotor de Faraday

Faraday no se limitó a repetir el experimento de Oersted. El 3 y 4 de Septiembre de 1821 en su laboratorio del sótano de la Royal Institution, realizó experimentos complementarios que acabaron en el descubrimiento de la rotación electromagnética

Intrigado  por la naturaleza aparentemente circular de los efectos electromagnéticos, Faraday construyó un "rotor", que consistía en un imán sumergido en un recipiente de mercurio, con un cable de corriente colgando desde arriba con un extremo en el mercurio. Cuando el circuito del cable, mercurio y pila se completaba, el cable empezaba a girar alrededor del imán.  Faraday también demostró que un imán podía hacerse girar de manera semejante alrededor de un cable. Faltaban 50 años antes de que se inventara un motor eléctrico práctico, pero Faraday inventó el principio que se representa en la figura.

Experimento 8. Motor eléctrico

Materiales

Dispositivo motor-generador, fuente de alimentación, interruptor, imanes

Procedimiento

  • Se conecta el dispositivo con los imanes colocados  a la fuente de alimentación y se pulsa el interruptor. La bobina del dispositivo se convierte en un electroimán que al interactuar con el campo magnético producido por los imanes hacen girar la bobina. 

Otros trabajos

Entre 1821 y 1831 Faraday volvió a sus actividades de químico, descubrió el benceno  (llamado así por Eilhard Mitscherlich en 1825) y realizó la licuefacción de casi todos los gases conocidos en su época. En 1827, trabajó en la fabricación de vidrios ópticos.

En 1826 empezó  las charlas de las tardes de los Viernes y el mismo año las Charlas de Navidad para los jóvenes. En total Faraday dio 123 charlas de las tardes de los viernes entre 1826 y 1862 y 19 series de las charlas de Navidad entre 1827 y 1861. Estas y otras charlas sirvieron para establecer su reputación como científico y conferenciante divulgando su ciencia y la de su tiempo. Ambas charlas continúan hasta la actualidad. Las últimas se televisan cada año. Faraday fue un gran conferenciante y tenía una especial maña para explicar los resultados de la investigación científica a los no científicos.

La inducción electromagnética

El laboratorio de Faraday en la Royal Institution estaba bien equipado, pero sus experimentos más importantes se hicieron con dispositivos muy simples. El trabajo,  que hizo en verano y primavera de 1831 y le llevó al descubrimiento de la inducción electromagnética,  lo hizo con un simple anillo de hierro dulce, en el que estaba enrollado un cable de cobre, con una pila para proporcionar corriente y una brújula como instrumento de medida. Otro dispositivo que utilizó consistía en un cilindro de papel en el que hay enrollado un cable conectado a un galvanómetro.

 Para sus primeros experimentos de inducción electromagnética Faraday utilizó dos bobinas de cable separadas enrolladas en un anillo de hierro: cuando la corriente en la bobina primaria se interrumpía se observaba una corriente momentánea en el secundario.

La explicación de este efecto es que el cambio de la corriente en el primario, que se produce cuando  la corriente se conecta o desconecta con el interruptor, produciendo un cambio en el campo magnético que existe en la bobina secundaria, lo que genera una corriente eléctrica en esta.

Faraday se dio cuenta que su experimento no solamente estaba de acuerdo con sus nociones de electricidad sino que también revelaba algo una relación entre la electricidad y el magnetismo. Faraday se embarcó en una serie de experimentos para clarificar más esta relación. Los más importantes de estos se realizaron con un cilindro de papel al que se enrollaban varias bobinas de alambre de cobre, conectados a un galvanómetro. Cuando  Faraday introducía una barra imantada en el hueco del cilindro, la aguja del medidor de corriente se movía  cuando sacaba el imán, la aguja se movía de nuevo, pero en dirección opuesta. La inducción no exigía la creación de un imán (como en el experimento del anillo), sino se producía por mover un imán cerca del cable. Esto era realmente, en las propias palabras de Faraday, "la producción de electricidad a partir del magnetismo"

 

Experimentos 9. Inducción electromagnética

 

Materiales

Fuente de alimentación, medidor de corriente, núcleo en U, bobinas de 400 y 2000 espiras, imanes rectos

Procedimiento

Repetir los experimentos que hizo Faraday con los materiales anteriores teniendo en cuenta las ideas expuestas antes..

El interés sobre el electromagnetismo no solo estuvo en Europa, sino que se extendió a la pequeña comunidad científica de los Estados Unidos. El experimentador americano más importante sobre estos asuntos  fue Joseph Henry, que al final de los años 1820 fue profesor de matemáticas y ciencia en Albany, N.Y. Henry aprendió como intensificar la potencia de los electroimanes, y fue uno de los primeros en buscarles usos prácticos. En  1831, diseñó el primer telégrafo electromagnético y realizó experimentos que le llevaron también al descubrimiento de la inducción electromagnética. Debido a no publicar su descubrimiento, nunca recibió el mismo reconocimiento que Faraday. Henry posteriormente llegó a ser el primer secretario de la Smithsonian Institution en Washington.

Generador de corriente eléctrica

Si se podía producir una corriente instantánea moviendo un imán hacia adentro y hacia fuera de una bobina de alambre, ¿existía la manera de producir una corriente continuamente?

En la primavera de 1831 Faraday diseñó una manera. Hizo una bobina sobre un disco de cobre que hacía girar entre los polos de un gran imán. Cuando el disco se hacía girar , se aplica un cable a su borde y otro al eje. Al hacer girar al disco, aparecía una corriente constante. Faraday había inventado un generador eléctrico – uno de los descubrimientos más importantes en la historia de la tecnología.

Experimento 10. Generador de corriente eléctrica

Materiales

Dispositivo que permite conseguir una generación continua de corriente (un motor al                                                                                                                                     revés), imanes rectos, medidor de corriente

Procedimiento

Dando vueltas al dispositivo sobre el que se colocan los dos imanes el medidor de corriente registra un paso de corriente constante.

El anuncio de Faraday a la Royal Society en Noviembre de 1831 de su descubrimiento de la inducción electromagnética fue el primero de una larga serie de artículos que se recogían con el título de Experimental Researches in Electricity. En su forma final, los Experimental Researches ocupaban tres volúmenes.

 

Experimento 11. Tubo de Lenz

 

Cuando un imán se mueve cerca de un conductor, se produce una corriente eléctrica en el conductor. Se conoce como inducción electromagnética.

La intensidad de corriente producida es proporcional a la intensidad del imán y la velocidad a la que se está moviendo. El físico alemán  Heinrich Lenz observó que la dirección de la corriente inducida es siempre de tal manera que la dirección de la corriente inducida es tal que se opone al movimiento del imán que la produce (Ley de Lenz). Cuando una canica de vidrio se deja caer en el tubo cae libremente (excepto por la resistencia del aire). Cuando se lanza un imán a través del tubo, una fuerza resiste a su movimiento. Como la fuerza es proporcional a la velocidad, el imán caerá a una velocidad en el que el peso del imán y la fuerza de resistencia son iguales en magnitud y por lo tanto se equilibra.

 

Experimento 13. Pistola por autoinducción

ENERGIA ELÉCTRICA

Corriente continua y corriente alterna

La corriente eléctrica que se produce una pila es continua, el movimiento de las cargas se produce en un solo sentido. En la corriente alterna las cargas se mueven cambiando de sentido. Este es el tipo del que disponemos en los enchufes de nuestras casas que cambia de sentido 50 veces por segundo.

 

Los sistemas de corriente continua pierden rápidamente potencia  (energía) en los cables que la transportan debido a su resistencia que disipa la energía como calor. Las estaciones generadoras de corriente continua tienen utilidad hasta intervalos de aproximadamente dos kilómetros – lo que significa que en las cercanías debería haber una estación de generación de energía. El famoso inventor Edison utilizaba la corriente continua. La primera utilización de la corriente eléctrica para iluminar y el diseño de la primera bombilla fueron realizados por Edison en la ciudad de Nueva York y utilizó corriente continua. Antes de 1879 se utilizaba corriente continua en iluminación de arco para la iluminación exterior.

 

La electricidad es la energía de consumo de más alta calidad. Se puede emplear para todas las aplicaciones imaginables, pero además es la energía imprescindible para la generalización de la sociedad de la información, así como para el funcionamiento de las ciudades

 

El Palacio de la Electricidad, iluminado con millares
de lámparas, asombra a los visitantes de la Exposición
Universal de París de 1900

 

Es utilizable en cualquier rango de potencia: desde la necesaria para mover una locomotora hasta la precisa para rebobinar una cinta de vídeo. Es una clara ventaja en relación con los motores de explosión, y no digamos con las máquinas de vapor.

Es fácil de distribuir hasta cualquier punto donde se necesite: a través de una compleja red de cables, la electricidad viaja hasta cualquier lugar donde haga falta -una fábrica, una bomba de riego o un cuarto de estar-. No es necesario almacenarla ni reponer el depósito.

Es aplicable a cualquier uso imaginable: puede producir movimiento para una devanadera en una fábrica o un automóvil, calor en una casa, iluminación o frío en un almacén frigorífico. Y, naturalmente, es la energía que soporta toda nuestra civilización de la información, basada en artilugios electrónicos.

Es limpia y silenciosa en su consumo: sin contar sus aplicaciones en la producción agrícola e industrial, la electricidad es un elemento fundamental de la calidad de vida en los hogares.

 

La transmisión de la corriente eléctrica alterna

Para resolver el problema de enviar electricidad a largas distancias, George Westinghouse desarrolló un dispositivo llamado transformador que utiliza  la corriente alterna. El transformador eléctrico  consiste esencialmente en dos bobinas de cable (que no están en contacto). Una corriente alterna que se introduzca que se introduzca en la primera bobina (llamada primario) generará una corriente en la bobina secundaria. Las cargas oscilantes en e primario crean un campo magnético oscilante que hacen que los electrones en el secundario oscilan también – produciendo una corriente en el secundario.

La proporción entre los voltajes del primario y el secundario son iguales a la relación del número de espiras en las bobinas. Esto permite que los voltajes de corriente alterna se eleven o rebajen a voluntad. La corriente continua que es un flujo constante de electrones no produce un campo magnético oscilante y no genera voltaje en el secundario. La generación de altos voltajes está limitada por la conservación de la energía y la potencia generada es igual al producto del voltaje por la intensidad de la corriente en el secundario. La corriente en el secundario es la inversa que la del primario

Con la corriente alterna, se puede generar corriente a voltajes bajos (e intensidad de corriente elevada en la planta generadora, a continuación se puede utilizar un transformador para elevar el voltaje en factores de 100 o 1000 y a continuación reducir la intensidad de la corriente en factores semejantes. Como la proporción de pérdida de energía  es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente, esto puede reducir la pérdida de potencia en un factor por encima del millón. A continuación utilizando una imagen especular del primer transformador podemos volver al voltaje inicial (y recuperar la corriente) hasta los valores del generador (menos pérdidas) .

Por supuesto un sistema de transmisión sería incompleto sin dispositivos que funcionen con él. Tesla inventó un motor eléctrico que funcionaba con corriente alterna, también funcionan las bombillas de incandescencia. Tesla y Westinghouse pese a los esfuerzos de Edison ganaron el concurso para la electrificación de la exposición de Chicago con corriente alterna. El presidente  Cleveland  dio al interruptor que  conectó  100000 lámparas en la “Ciudad de la Luz”. Por otra parte Tesla diseñó la primera planta hidroeléctrica en las Cataratas del Niágara.

Experimento 13 . Transmisión de la corriente eléctrica

Se construye un sistema de corriente continua que no consigue transmitir la corriente y encender una lámpara situada al final de una línea de transmisión.. La lámpara  se enciende cuando se utiliza en cada extremo de la línea un transformador.

 

Conectando voltímetros a la entrada y salida del transformador se puede comprobar su efecto

 

ELECTRICIDAD SIN CABLES

 

Nikola Tesla (1856-1943) construyó un tipo de transformador que es capaz de producir altos voltajes a alta frecuencia (miles de oscilaciones frente a los 50 ciclos de la corriente de nuestra casa). En 1899 Tesla produjo descargas eléctricas enormes de 40 metros a 60 m por encima del suelo con una bobina de 12 millones de voltios en su laboratorio de Colorado Springs. La sobrecarga de la línea que se produjo incendió el alternador de la compañía eléctrica de Colorado Springs Electric Company.

 

Tesla imaginó este invento para el transporte de la energía eléctrica sin el uso de cables. La bobina Tesla es esencialmente un radiotransmisor sin antena, y así se puede atribuir a Tesla algún crédito en la invención de la radio, aunque su interés estaba más en la transmisión de la energía que en la comunicación.

 

Experimento 14 . La bobina Tesla

 

Materiales

Bobina tesla, trozo de metal (por ejemplo una llave), conductor que termina como un gancho

 

Procedimiento

 

- Se conecta la bobina y se aproxima al terminal con forma de bola un trozo de metal sujeto con la mano (una llave). La descarga eléctrica de alta frecuencia y alto voltaje formará un arco entre el terminal en bola y el objeto metálico. ¿Hasta dónde puede llegar este arco?

  • Después de colocar el conductor se hace saltar una chispa entre el conductor y la esfera.

 

Experimento 15 .  Bobina de Tesla y tubo fluorescente

Materiales

Bobina Tesla, fluorescente

Procedimiento

- Se acerca un tubo fluorescente a la bola de la bobina Tesla. El fluorescente se enciende sin que exista contacto. El gas en su interior se ioniza.

Experimento 16. Construir una bola de plasma con una bombilla

Materiales

Bola de plasma, Tesla, bombilla convencional con casquillo

Procedimiento

 - Se muestra el funcionamiento de una bola de plasma que alberga en realidad en su interior un Tesla.

- Se conecta una bombilla convencional a la bobina Tesla. La bombilla muestra un comportamiento semejante a la bola de plasma