Uso sostenible de la energía y los materiales, para la preservación y protección de los recursos del planeta
La energía magnética y los imanes
Al terminar vas a poder describir cómo actúa un imán sobre distintos materiales, explicar qué es el campo magnético de la Tierra y reconocer aparatos cotidianos que funcionan con electroimanes.
Lo que hace un imán
Un imán es un objeto capaz de atraer ciertos metales sin tocarlos. Esa capacidad se llama magnetismo, y la energía que se manifiesta ahí es la energía magnética.
Todo imán tiene dos extremos, llamados polos: el polo norte y el polo sur. Y funciona una regla que no falla:
- Polos distintos se atraen. Norte con sur, se pegan.
- Polos iguales se repelen. Norte con norte, se rechazan.
Si partís un imán por la mitad buscando separar los polos, no lo lográs: cada pedazo queda con su norte y su sur.
Qué materiales responden
No todos los metales se pegan al imán. Los que responden bien se llaman ferromagnéticos: hierro, níquel y cobalto, y las mezclas que los contienen, como el acero.
| Material | ¿Lo atrae el imán? |
|---|---|
| Clavo de hierro | sí |
| Tapa de acero | sí |
| Moneda de aluminio | no |
| Papel, madera, vidrio | no |
| Cobre del cable eléctrico | no |
| Plástico | no |
Este es un buen criterio de clasificación: si querés saber si una lata es de acero o de aluminio, acercale un imán.
La fuerza del imán atraviesa materiales delgados: funciona a través de una hoja de papel, de una camiseta o del vidrio del acuario. Y disminuye con la distancia: cuanto más lejos, menos jala.
La Tierra es un imán gigante
El planeta tiene, en su interior, un núcleo de hierro y níquel en movimiento. Ese movimiento genera un campo magnético que rodea toda la Tierra. Por eso funciona la brújula: su aguja es un imán pequeño que gira libre hasta alinearse con el campo del planeta y señalar hacia el norte.
Ese campo hace algo más importante todavía: desvía partículas peligrosas que vienen del Sol. Sin él, la vida en la superficie sería mucho más difícil.
Electricidad y magnetismo son primos
Acá está el descubrimiento clave: una corriente eléctrica produce magnetismo. Si enrollás alambre de cobre alrededor de un clavo y conectás los extremos a una pila, el clavo atrae objetos de hierro. Eso es un electroimán.
Tiene una ventaja enorme sobre el imán común: se prende y se apaga. Por eso se usa en:
- El timbre de la casa y la campana eléctrica de la escuela.
- Los parlantes y los audífonos.
- El motor eléctrico del abanico y la licuadora.
- Las grúas de los depósitos de chatarra, que levantan carros y los sueltan.
- El disco duro de una computadora, que guarda información en forma magnética.
Y funciona al revés también: un imán que se mueve cerca de una bobina produce corriente eléctrica. Ese es el principio del generador de toda planta eléctrica.
Ejemplos resueltos
1. Un imán no atrae una moneda. ¿Qué se concluye? Que la moneda no tiene hierro, níquel ni cobalto en cantidad suficiente. Probablemente es de aluminio o de una aleación no ferromagnética. No prueba que el imán esté malo.
2. ¿Cómo hacer más fuerte un electroimán? Se le dan más vueltas de alambre al clavo, o se usa una pila de más voltaje. Más vueltas y más corriente dan más magnetismo.
3. ¿Por qué la aguja de la brújula señala al norte? Porque es un imán libre para girar y se alinea con el campo magnético de la Tierra. No la jala el norte geográfico en sí: la jala el campo del planeta.
Los errores que más se cobran
- Creer que el imán atrae todos los metales. Pasa porque los primeros ejemplos que uno ve son clavos y tapas. El aluminio y el cobre son metales y no responden.
- Pensar que se puede obtener un imán con un solo polo. Suena lógico cortar la barra por la mitad, pero cada trozo vuelve a tener los dos polos.
- Confundir atracción con repulsión al enfrentar polos. Se olvida la regla porque en la electricidad y el magnetismo lo «igual» rechaza, al revés de lo que uno esperaría entre amigos. Iguales se repelen, distintos se atraen.
- Decir que el electroimán es más débil que el imán común. Un electroimán de grúa levanta un carro. Su virtud no es la fuerza, es que se apaga.
- Creer que la brújula funciona por el frío del norte o por las estrellas. Funciona por el núcleo de hierro de la Tierra en movimiento, que genera el campo magnético.
Cómo acompañar en casa
Esta parte es para la persona que acompaña. No hace falta saber la materia: las respuestas van al lado.
Al terminar, el estudiante tiene que poder: describir cómo actúa un imán y qué es el campo magnético.
Tres preguntas para hacerle
- ¿El imán atrae todos los metales? → No: atrae hierro, níquel y cobalto
- ¿Atrae el aluminio? → No
- ¿Qué pasa si acercás dos polos iguales? → Se repelen
Si se traba. Si cree que atrae todo metal, pruebe con una cuchara de acero y con papel aluminio.
Cinco minutos en la casa. Con un imán de la refri, que pruebe diez objetos y anote cuáles atrae.
Clave de análisis
Dos reglas resuelven casi todo el tema: polos iguales se repelen, distintos se atraen, y donde hay corriente eléctrica hay magnetismo. Si el ítem menciona un aparato que se prende y jala metal, la respuesta es electroimán.