Este proyecto es bastante atractivo para lectores no muy experimentados en trabajos técnicos pues usa material de fácil obtención y simple de manejar. En realidad, las piezas usadas pueden ser obtenidas en chatarra.
En una feria de ciencias él sirve para demostrar principios importantes del electromagnetismo y como montaje práctico sirve para algunas bromas e incluso aplicaciones prácticas. Como broma podemos usarlo como un pequeño "cañón" capaz de lanzar proyectiles a una buena distancia (que depende de la habilidad del montador y de las características de los componentes usados.
COMO FUNCIONA
Recordamos inicialmente que un solenoide no es más que una bobina que tiene un núcleo móvil. Cuando una corriente recorre esta bobina se crea un fuerte campo magnético que tira de la base a su interior si está parcialmente hacia fuera. Si acoplamos cualquier dispositivo que deba ser accionado a este núcleo tendremos la fuerza necesaria a eso. En las lavadoras encontramos un solenoide que, cuando se energiza, tira de una válvula de paso que deja que el agua fluya.
En nuestro caso el solenoide se puede aprovechar de algunos dispositivos de electrodomésticos fuera de uso como por ejemplo una lavadora como enrollada por el propio montador con hilo esmaltado fino. Para limitar la corriente de modo que el solenoide no presente problemas de cortocircuito o sobrecalentamiento conectamos en serie una lámpara común.
MONTAJE
En la figura 1 tenemos el diagrama completo del aparato de demostración del solenoide.
En la figura 2 tenemos el aspecto del circuito con detalles del solenoide.
Para montar el solenoide podemos enrollar de 500 a 2 000 vueltas de alambre esmaltado para obtener una fuerza de atracción razonable. El tornillo debe deslizarse por el pequeño carrete de cartón utilizado como forma para la bobina. Esta bobina se enrolla con hilo esmaltado fino que puede ser aprovechado de campanas, reactores o transformadores fuera de uso siempre que no tengan señales de quemado, lo que es percibido por el fuerte olor al abrir la pieza. El núcleo es un tornillo largo común.
La lámpara incandescente con tensión de acuerdo con la red de energía puede tener potencias de 25 a 40 W. S1 es un botón de timbre. En la misma figura 2 tenemos el modo de hacer un pequeño cañón que disparará bolitas de isopor o frijoles a distancia cuando el tornillo sea tirado hacia el interior de la bobina. Si el lector desea, puede intentar aprovechar la bobina de un solenoide extraída de una lavadora fuera de uso o la bobina de un timbre u otro dispositivo en el que se pueda quitar el núcleo.
Evidentemente la bobina debe ser probada antes, pues si está en corto o abierta ella no servirá para la experiencia.
PRUEBA Y USO
Recuerde que este circuito está conectado directamente a la red de energía y que por lo tanto usted debe evitar el contacto con cualquiera de sus partes que pueden dar golpes peligrosos. Blinde todos los puntos hemos visto como enmiendas de hilos y puntos de conexión.
Para probar el solenoide coloque el tornillo medio dentro de la bobina y apriete S1. La lámpara debe encenderse con un brillo reducido y el tornillo se debe tirar hacia el interior de la bobina.
Si la lámpara no se enciende y no hay señal de fuerza tirando del tornillo, compruebe las conexiones de la bobina. El alambre esmaltado debe ser raspado en el punto de conexión. No deje el interruptor S1 apretado durante mucho tiempo, ya que la bobina puede calentarse demasiado.
QUÉ EXPLICAR
El lector debe buscar información sobre electroimanes y solenoides en los libros de física y electricidad y explicar cómo funcionan estos dispositivos. Debe dar ejemplos de aplicaciones de estos dispositivos en aparatos comunes como en las lavadoras y en las cerraduras electrónicas.
Explique que la fuerza de atracción depende de la intensidad de la corriente y que la lámpara limita esta corriente. Usted puede aumentar la intensidad de la corriente si cambia la lámpara usada por una de mayor potencia. Será interesante preparar un cartel mostrando de qué modo las líneas de fuerza del campo magnético creado por la bobina se esparcen y cómo se concentran en el núcleo para tirarlo.
SUGERENCIAS
Un solenoide de cerradura eléctrica o aún de lavadora tiene una fuerza muy grande y esto puede ser demostrado si el lector consigue un buen estado. En estos casos no será necesario utilizar la lámpara como limitador de corriente si se especifican para conectarse directamente a la red de energía.
Con cable grueso se puede hacer un solenoide de menor porte que sería alimentado por pilas comunes grandes. Evidentemente, este solenoide tendría una fuerza menor, dependiendo del modo fue hecho. La ventaja de un solenoide alimentado por pilas es la seguridad en la demostración.
LISTA DE MATERIAL
X1 - Lámpara de 25 a 60 vatios según la red local
S1 - Interruptor de presión
X2 - Solenoide - ver el texto
Varios:
Cable de fuerza, zócalo para la lámpara, hilos esmaltados, carrete, soldadura, etc.
