Activitats complementaries magnetisme ui electromagnetisme Secundaria.pdf

1. 26
MATERIAL COMPLEMENTARI
E)GERIÉNCIA: COM OBSERVAR T]N CAMP MAGNETIC TRIDIMENSIONAL
Materials : Pot transparent amb tap , oli de cuina, llimadures de ferro , 2 imants .
de f imant.
Observes alguna cosa ?
Canvia un dels pols d'un imant i repeteix I'observació.
Hi ha alguna diferéncia?
Si et diguessin que pols iguals es repel'leixen , sabries dir en quin dels 2 casos anteriors tenim
enfrontats els mateixos pols dels imants i en quin els diferents ?.
Procediment:
Posa les llimadures de ferro en el pot , afegeix l'oli i tanca'l bé. Barreja tot agitant-lo fort.
Posa un pol de f imant a una banda del pot .
Qué observes en les llimadures ?
Fes servir ara dos imants , un a cada costat del pot.
26
a
amb l'altre

2. 27
E)GERIÉNCIA: COMPROVACIÓ DE LA TEORTA DEL MACINETISME.
Materials: Tub d'assaig, imant, brúixola,llimadures de ferro '
Procediment:
Recorda que quan un material es magnetitza totes res seves morécules s'alineen en la mateixa
i aProPa el tub a la bruixola
1r
Qué observes?.
Intenta donar una explicació der que ha passat basant-te en la teoria del magnetisme (ordre-
desordre).
el tub i torna a lo a la brúixola.
27

3. 28
EXPERIÉNCIA: COM FER IMANTS?'
Materials: Imant potent , agulla de cosir o clau gran de ferro , clips'
Procediment:
El ferro dolg pot imantar-se arnb facilitat, peró tambe perd ftcilment el seu magnetisme' En
canü, l,acei r,i**t* arnb més dificultat , pero reté el-ryer*isme més tenps'
per imantar l,agulla agafa-la a¡rrb una *u ih"gu-la amb el pol de I'imant unes 10 vegades com
a la figura : ./ t
t- *
tí,,r.,L
l;
tt,¡t
I
Ap-p,
"*
br,ltola a l'agulla i indica e1 que observes'
Qué li ha pogut passar a l'agulla per convertir-se en imant ?'
28

4. -
I.E.9. ARQUITECTE MA¡IUEL RASPALL SEMINARI DE FÍSICA I
QUIMICA
EXPERIÉNCIA: MAGNETISME INDUIT I RESIDUAL.
Material: Clips , imant, barra o clau de ferro , llimadures de ferro.
Procediment:
Quan apropem un imant a un material magnétic la seva influéncia fa que el material acfui com
un imant: limant indueix magnetisme en el material . Toca un clip en un extrem de l'imant ,
toca un altre clip amb l'extrem del ue toca f imant .
Quan retirem f imant probablement deixará d'actuar com un imant el clip o és perdrá molt
rápidament. Aixó depén del material ferromagnétic que tinguem. El magnetisme que roman
s'anomena
- Prova si existeix magnetisme residual amb el clips.
-Si existeix aquest , que passaria en apropar I'imant pel mateix pol al costat del clip que no
estava en contacte amb f imant?.
Una possibilitat per comprovar el magnetisme tesidu¿l és agafar una bama de ferro i enfonsm-
la en llimadures de ferro. No passará res.
Apropa ara un imant a l'extrem superior del clau, mentre l'altre extrem está dins de les
llimadures. Aixeca I'imafit i després el clau.
- Qué passa ? Cauen totes les llimadures ? Per qué ?
Dona la volta a l'imant i digues el que passa en apropar-lo al clau per aquest extrern Dona una
explicació.
29
29

5. 30
EXPERIÉNCIA: CALOR I MAGNETISME.
Materials: Bruixola, Agu[a de cosir, pinces amb márec afllant, vas .
Procediment i qüestions:
hcionat amb l,ordre de les molécules o átoms d,una
substáncia : Quin efecte et sembla que caldrá esperaf en un material magnétic en ser escalfat'
augment o disminució del magnetisme ? Per qué ?
Posa la bruixola sobre e1 got invertit. Agañ l',agulla amb les pinces i apropa-la a un extrem de
la brúixola a l'altre
' q"in efecte fa : atracció , repulsió , res ?
Imanta l'agulla amb un imant, agafa-laamb les pinces i apropa-la a la bruixola'
D"*ri" lbf"tt" d'apropar els dos pols a la bruixola
a rePetir l'exPeriéncia de }a
30

6. 31
-Dorru una interpretació en elsentit ordre-desordre de la átoms de l'agulla'
- Quin ha estat l'efecte de la calor sobre els átoms de lagulla imantada ?'
- Podries establir una relació entre la tenrperatura d'un cos i el moviment de les seves
molécules o átoms ? I entre temperatura i ordre?'
3l

7. 32
LA TERRA COM IMATIT.
El fet de que l,agulla d,una bruixola s'alinel sempre en una determinada direcció en qualsevol
lloc de la Terra ens indica que el planeta está envoltat d'un camp magnétic , gairebé com si un
imant recte passes pel seu óentre. U, pol, anomenat el pol nord magnétic , estü a prop ( a uns
2000 km de distdncia ) del pol nord gáog¡áfic , i l'altre pol, anomenat pol sud magnétic , está a
igual distancia del pol sud [eogrun". ra distáncia exacta entre els pols magndtics i geogrd'fics
ha variat una mica al llarg dels segles.
Ara ja sep§ que si deixes gira lliurament un imant, el pol nord de l'imant s'aturará apuntant
,up ,t poi nord magnetic lperO també saps que els pols diferents s'atrausn' Per tant , veiem
q""
"f
p91*r1O :- -* la Terra seraun pol sud magnétic en quful al camp magnétic creat
per la-Terra ( De la mateixa mfinera, veiem que el pol Sud magnétic éS, en veritat
'
un pol nord
magnétic ).
willian Gilbert , metge d'Isabel I d'Anglaterra va dir , cap al1600 , que la Terra era un imant i
el va provar donant iun tros de magnetita forma de esfera i demostrant amb una brúixola ,
que en desplagar-se al seu voltant , es comportava de forma semblant a quan ens desplacen
amb una bruixola al voltant de la Terra '
Qüestions:
i- Busca informació sobre el motiu de que la Terra sigui un imant ?.
2.- Elpol Nord geográfic de la Terra está a prop d'un pol magnétic de la Terra , Com és
aquest pol magnétic Nord o Sud ?. Raorn la resposta'
32

10. 35
:- Oor*t q* el magnetisme está relacionat amb l'ordre de les molécules o átonrs de la
substá,ncia,-quin efecte et sernbla que cal esperar d'un material magnétic en ser escalfat ,
augment o disminució del magnetisme ? Per qué ?'
4.- per qué en un material no magnetitzatra es posen de manifest les propietats típiques d'un
imant , encara que está format de petits imants elementals ''
5.- Si la Terra actua com un gran irrant , de que deu está formada una gran part d'ella ?.
6.- Com es possible que tant el pol sud com el pol nord d'un imant atrauen un tros de ferro , i
no es dona el cas de que un l'atrau i un altre el refusa ?'
35

11. 36
CAMP MAGNÉTIC CREAT PEL CORRENT ELÉCTRIC EN T,INA ESPIRA.
Objectiu: Estudiar el camp magnétic creat per una espira.
Material :Módul amb espira, font d'alimentació o acumulador, llimadures i brúixola,
interruptor, fils per connexions i placa de connexions.
Procediment:
Fes un circuit com el de la figura:
Posa llimadures de ferro en les dues parts on l'espira travessa el pldstic i dona cops suaus
després d'aplicar la tensió. D'aquesta forma veurem com es formen linies de forga al voltant
del conductor en els dos llocs.
Comproveu el que succeeix amb una bruixola.
Canvieu la polaritat del corrent i observeu que li passa a la bruixola.
:Fes un resum dels comentaris del
f: J! t-<.{roÁ}
-4r
zÉ* á
36
sobre la

12. 37
1.- Dibuixa com és el camp magndtic creat per una espira.
2.- Dependrá els sentit del camp magnétic del sentit del corrent ?.
3.- Penses que existeix alguna relació entre la intensitat del camp magndtic creat per un
corrent i la intensitat del corrent que passa pel fil ?.Quina ?.. Suggereix alguna manera de
comprovar experimentalment la teva resposta anterior .
4.- Si dos imants fan forces entre ells i un ñl pel qual passa corrent fa forga sobre un imant,
dos fils pels quals passa corrent faran forga entre ells ?. Busca en un llibre la definició
d'Ampere, escriu-la i explica en les teves prdpies paraules la definició anterior.
37
Qüestions:

13. 38
CAMP MAGNÉTIC CREAT PER I.IN SOLENOIDE
Objectiu: Examinar l'efecte produit pel corrent eléctric en circular per un solenoide.
Material: Müdul amb solenoide, font d'alimeatació o acumulador ,llirnadures i bruixolq fils de
connexions, intemrptor i placa de connexions.
Procediment:
Connectarem el circuit de la figura, posarem les llimadures al voltant i a f interior del
solenoide. Tanca¡em el circuit , anirempujant la tensió de 0 a 3 V , donat cops suaus at müdut
Veurem així les lÍnies de forga.
Repetirem l'experiéncia amb la bruixola.
Canviarem el sentit del corrent i observarem el que succeeix amb el camp magnétic.
incipi: Fes un resum dels comentaris fets sobre 1'
38

14. 39
l.- Dibuixa el camp magndtic creat per un solenoide pel qual circula corrent .
2.- Qué succeeix en canviar el sentit del corrent ?.
3.- Si amb la mateixa intensitat augmenta el nombre d'espires, que h passará a la intensitat del
camp magnétic a I'interior de la bbina ?.
39
Oüestions:

15. 4A
CAT{P I{T{GNÉTIC CREAT PER LTN SOLENOIDE AMB NUCLI: ELECTROIMANT
: Fes un resum dels comentaris fets a la classe sobre
Material: Pannell de muntatges, bobina o solenoide, nucli de ferro, brúixola, font d'alimentació
o acumulador, fils de connexions, pannell de connexions, intemrptor .
Procediment :
Connectar els components segons la figura:
Tancar l'intemrptor i observar el comportament de la bruixola.
Repeteix l'experiéncia amb el nucli a l'interior de la bobina i observar l'efecte sobre la
bruixola. Mou la brúixola al voltant de la bobina i observa la seva orientació.
Toca el nucli de ferro amb un material ferromagnétic i observa el que Ii passa .
Desconnecta el corrent i observa si el nucli encara atrau el material ferromagnétic .
Repeteix l'experiment canviant el sentit del corrent.
Anota les teves observacions:
40

16. 4t
1.- Quina diferéncia hi ha entre un imant i uo electroirnant ?'
2.- Si un electroirnant actua igual que un irmnt , creant en els seus extrems un pol nord i un
pol sud , en apropff un imant a un electroimant , es compliran les lleis d'interacció enffe
imants ?.
4t

17. r
42
F.E.M, DE L'ALTERNADQR
Efecte de la velocitat de gir:
Muntem un circuit con el de 1a flgura:
I
LED
Fem girar a ma, amb la manetq l'alternadoq observarem que el Led no s'encén '
A continuació fem girar l'altemador amb una corda . Observarem que el Led s'encért
En el primer cas la ielocitat de gir era petita per getrerar una fe.rn, suficient com per que el
Led s'encengui.
La f.e.m. induid¡ és proporcion¡l a la velocitat de gir '
Efecte de la intensitat del camp magnétic:
F.* gtr* lbltemador amb la corda i observem la lluminositat del Led '
nepelim l,experiéncia traient ua dels imants . Observem la lluminositat , és més petita .
42
Determinació-quantitativa del valor de la f.e.m':
Cof.f** el polfmetre didáctic com a voltÍmetre de C.A' Per una escala de 10 V '
Feu girar el motor amb la corda, amb un sol imant . Quin és el valor de la f'e'm'
col.locant els dos imants. Atalitzaels resultats i treu conclusions'

19. M
DINAMO AUTOEXCITADA
Malerial: Panel de montage , máquina electrica didáctica , bobina sin nucli L3 , nucli
rectangular de20y20x60 , ñls de connexions , polÍmetre didáctic Pl, portapiles amb piles o
bateria (4).
Geqeralitats:
Hem estudiat una dianmo amb un camp magnétic prodút per imans . A continuació veurem
l'efecte similar perd substituim els imans per un electroimant ( constituit per la bobina i el
nucli).
La bobina de l'electroimarfi s'anomena bobinat d'excitació i es hobará en la part superior de
la máquina didactica, en el lloc dels imants. Per crear el camp magnétic excitarem labobina
amb el corent eléctric adequat.
DESENVOLUPAMENT DE LA PRACTICA:
Dinamo d'excitació independent:
En la figura es veu el montatge de la máqu na a partir de quatre bateries de 1,2 V en série:
Pot.ñtra
d¡do€tlco
Connectarem el polímetre didáctic de zero central com a microamperímetre de máxima
sensibilitat ( enbtrada directa ) a les sortides de la dinarm :
Mourem la manivela del motor i observarem en Pl una desüació degut al corrent generat per
la fe.m. de la dinamo.Si girem en sentit contrari el corrent s'inverteix.
Podem observar que si invertim el connexionat de la bobina d'excitació , invertim el sentit del
corrent generat en la dinamo .
Dinamo autoexictada:
En la figura es veu el connexionat en el qual s'aprofita la f.e.m. generada en la dinamo per
crear el corrent necessari a la bobina d'excitació:
Per observar el funcionament de la dinamo autoexcitada és necessari vtilitzat la corda , donat
que amb la ma I'efecte no és apreciable. En aquest cas connecta¡ Pl com a voltÍmetre de 5 V.
Ob.servació de la forma de l'ona:
Substituir Pl per un oscil.loscopi arnb les posicons habituals. Acconar el motor i observar la
forma de l'ona alapantafra.
Pellrtrc
6róoctrco
44

20. 45
Materiat Panel de montatge , mdquina eléctrica didácüca , polÍmetere didáctic (P2), joc de
fils, bobina sense nucli (L3) , nucü de 20x20x60 , potencidmetre de 100 ohm, portapiles amb
piles (4) .
Generalitats:
Com en el cas de la dinamo és possible substituir l'imant de l'ndufi per un electroimant. per
aixó bast¿rá connectar L3 en paral.lel amb linduit i tots dos a l'alimentació.
Desenvolupamefit de la Práctica:
Conectar la máquina corto motor/dinamo.
Connectar la bobina d'excitació en paral.lel amb f induit ( motor) Connectar els dos a les 4
piles.
Observar el moviment del motor.
Invertir la connexió de la bobina d'excitació (inductor) i comprovar que el motor gira en sentit
contrari.
Invertir la connexió del borns del motor i corrrprovar que s'ilverteix de nou.
Inseretar elpotencidmetre ( reostat) de 100 ohm en sétrie amb la bobina d'excitació segons la
figura i obJervar que ajustant el mateix es possible variar la velocitat del motor . Observar que
aquesta és maxima si R és mínima i al contrari.
45

21. 46
Material: Pannell de muntatge, máquina eléctrica didictica polÍmetre did¿cüca P2 , joc de §ls
, bobina sense nucü L3 , nucli de 20x20x60 , porta-piles amb piles ( 4)
GENERALITATS:
En substituir un imant per un electroimant , també és possible alimentar la bobina d'excitació
en série amb findult. En la figura es veu aquest tipus de connexió:
Desenvolupament de la Práctica:
- Col.locar les escomb."t", .n la posició dinamo-motor ( les dues en la part central del
col'lector) i fer les connexions del dibuix.
- Observar el sentit de gir del motor .
- Invertir el sentit de lei connexions de les piles i observar que el motor gira en el mateix
sentit. Justifica el per qué .
- Pensa una manera d'invertir el gir del motor .
46

22. 47
MOTOR UNTVERSAL
GENERALITATS:
e tu p.¿"ti* anterior (motor excitació série ) hem üst que encara que s'inverteixi la tensió
d,alimentació el motor gira sempre en el mateix sentit , donat que en invertir el sentit del
corrent s,inverteix aquest en l'inductor i en f induiit , de forma que els efectes es contraresten.
Aixü ens permet r.rpór* que si alimentem el motor anrb corrent altern , aquest tarnbe
funcionará.
Desenvolupament de la Prdctica:
A la figuraes veuen les connexions que permeten alimentar el motor en CA a partir d'un
transformador reductor per eütar que el rmtor es cremi si funciona a 220 V. Es ñ servir la
sortida de 10 Y del secundari del transformador.
-Col.locar les escombretes en la posició dinamo-motor i observar el sentit de gir . Idea un
métode per canviar el sentit de gir.
- Noteu que 1es connexions del motor permeten que funcioni amb CC o CA. Es aquest el
motiu de que rebi el nom de motor universal.
47