Electromagnetismo: Oersted, Faraday, electroimanes, generadores y comunicaciones
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Durante siglos, la electricidad y el magnetismo se estudiaron como fenómenos separados. En el siglo XIX se descubrió que están íntimamente unidos: una corriente produce un campo magnético y un imán en movimiento produce corriente. Ese electromagnetismo está detrás de los generadores, los motores, las bocinas y los celulares.
En tu libro: este tema está en las páginas 112 a 114 y 316 a 319 de Saberes y pensamiento científico. Segundo grado (SEP).
El experimento de Oersted
El profesor danés Hans Christian Oersted notó, durante una clase, que la aguja de una brújula se movía cuando pasaba corriente por un alambre cercano, y regresaba a su posición al cortar la corriente. Concluyó que la corriente eléctrica produce un campo magnético a su alrededor.
Nota: el libro fecha este descubrimiento en 1807, pero Oersted lo publicó en 1820.
El electroimán
Un electroimán es una bobina (alambre enrollado) alrededor de un núcleo de hierro. Cuando pasa corriente, la bobina crea un campo magnético que imanta al hierro; al cortar la corriente, deja de ser imán.
Para hacer uno: enrolla alambre de cobre esmaltado alrededor de un clavo de hierro y conecta los extremos a una pila. El clavo atraerá clips y alfileres (página 317).
- Su fuerza aumenta con más vueltas de alambre y más corriente.
- Ventaja sobre un imán común: se puede encender y apagar.
- Se usa en grúas de chatarreras, plantas de reciclaje (para separar metales), timbres, cerraduras eléctricas y motores.
La inducción electromagnética de Faraday
El inglés Michael Faraday demostró lo contrario: al mover un imán dentro de una bobina (o la bobina cerca de un imán) se produce una corriente eléctrica, sin necesidad de pilas. A esto se le llama inducción electromagnética. El voltaje inducido es mayor cuando:
- la bobina tiene más vueltas,
- el imán o la bobina se mueven más rápido,
- el imán es más potente.
Ley de Faraday: el voltaje inducido es proporcional a la rapidez con que cambia el campo magnético que atraviesa la bobina. Si el imán se queda quieto, no hay corriente.
Aplicaciones
- Generadores: en las centrales hidroeléctricas, eólicas y termoeléctricas, una turbina hace girar bobinas dentro de imanes (o imanes dentro de bobinas) y así se produce la electricidad que llega a las casas.
- Motores eléctricos: hacen lo inverso: la corriente en una bobina dentro de un imán produce giro (licuadoras, ventiladores, autos eléctricos).
- Bocinas (página 319): la señal eléctrica pasa por una bobina pegada a una membrana; la bobina se vuelve un imán que es atraído y repelido por un imán fijo, la membrana vibra y produce el sonido.
- Transformadores, cargadores inalámbricos y estufas de inducción.
Las ondas electromagnéticas en las comunicaciones
James Clerk Maxwell demostró que un campo eléctrico que cambia produce un campo magnético, y viceversa; juntos forman ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz (300 000 km/s) incluso en el vacío.
Celulares, radio y wifi (páginas 112 a 114)
- Un celular envía y recibe ondas de radio de baja potencia hacia una antena cercana (estación base). Si te alejas, la señal se debilita y el sistema te pasa a otra antena.
- La radio AM y FM y la televisión usan ondas de radio. Las de longitud muy grande (banda VLF, unos 100 km de longitud de onda) penetran en el agua y se usan para comunicarse con submarinos; algunas se reflejan en la ionosfera y llegan muy lejos.
- Las microondas se usan en radares (como las “pistolas” que miden la velocidad de los autos o de un lanzamiento de beisbol), en hornos de microondas, en el wifi y en la telefonía móvil.
Nota: el libro dice que la red 5G funciona “en frecuencias de 6 GHz”. En realidad usa varias bandas: la mayoría por debajo de 6 GHz (como 3.5 GHz) y otras de ondas milimétricas, de más de 24 GHz.
Comprueba lo aprendido
1. ¿Qué descubrió Oersted?
Que una corriente eléctrica produce un campo magnético, porque desvía la aguja de una brújula.
2. ¿Qué descubrió Faraday?
Que un campo magnético que cambia (por ejemplo, un imán en movimiento dentro de una bobina) produce corriente eléctrica: la inducción electromagnética.
3. ¿Cómo harías más fuerte un electroimán?
Dándole más vueltas al alambre, aumentando la corriente (más pilas) o usando un núcleo de hierro más grande.
4. ¿Qué transformación de energía ocurre en un generador?
Transforma energía mecánica (movimiento de la turbina) en energía eléctrica.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
Ejercicios resueltos de electricidad y magnetismo
Temas relacionados: magnetismo, ondas electromagnéticas y la luz y fuentes de energía en el curso de Saberes y pensamiento científico 2.
Referencias
- Secretaría de Educación Pública (2025). Colección Sk’asolil. Saberes y pensamiento científico. Segundo grado. SEP, pp. 112-114 y 316-319.
- Hewitt, P. G. (2007). Física conceptual. Pearson.
