¡Un cable, el poder de diez!? Siente un campo magnético de “30 amperios” con el cable Pascal (S-cable)
Soy Ken Kuwako, Science Trainer. Cada día es un experimento.
«Electricidad» y «magnetismo». ¿Recuerdas la famosa «regla de la mano derecha» y la «regla de la mano izquierda de Fleming» que aprendimos en las clases de ciencias?
Son conceptos muy conocidos en los libros de texto, pero cuando intentamos hacer los experimentos de verdad, la aguja de una brújula apenas da un pequeño tirón o un cable se mueve muy ligeramente… La realidad es que resulta difícil experimentar algo realmente espectacular. Y es que las fuerzas eléctricas y magnéticas son extremadamente delicadas y débiles.
Pero ¿qué pasaría si pudiéramos experimentar de forma segura fenómenos electromagnéticos de gran potencia, como si estuviéramos haciendo circular decenas de amperios, utilizando únicamente una fuente de alimentación escolar segura, capaz de suministrar unos pocos amperios? Hoy quiero presentarles un material experimental casi mágico: el «cable Pascal», y explicar el sorprendente secreto que le permite multiplicar su potencia por 10.
El dilema de los experimentos de electromagnetismo
El hecho de que la electricidad produzca magnetismo —descubrimiento de Ørsted— y que una corriente eléctrica experimente una fuerza dentro de un campo magnético —principio de Fleming— son fundamentos esenciales de los motores y generadores modernos. Sin embargo, para conseguir que estas fuerzas sean claramente visibles, normalmente se necesita una corriente de «decenas de amperios», suficiente incluso para hacer saltar el disyuntor de una instalación doméstica.
En los experimentos escolares, en cambio, normalmente podemos utilizar como mucho unos 5 amperios. La corriente es demasiado pequeña para conseguir fenómenos fáciles de observar. El «cable Pascal» nació precisamente para resolver este problema que durante tantos años ha supuesto un auténtico desafío.
El «cable Pascal (S-cable)» es el único material experimental del mundo que permite experimentar de forma económica, sencilla y segura, al alcance de todos, los fenómenos electromagnéticos que comenzaron con el gran descubrimiento de Ørsted.
¡El secreto está en «10 cables»! Cómo conseguir diez veces más potencia de forma segura
Con el cable Pascal, por ejemplo, basta con hacer circular una corriente de 5 amperios desde una fuente de alimentación para generar un campo magnético tan potente como el que produciría una corriente de «50 amperios». ¿Parece peligroso utilizar una corriente tan grande? En realidad, la clave está en que se consigue el mismo efecto, pero la corriente que circula físicamente sigue siendo de solo 5 amperios. Por eso es mucho más seguro. «¡No entiendo nada de lo que estás diciendo!», ¿verdad? (risas).
El secreto está en la estructura del cable. A simple vista, el cable Pascal parece un único cable grueso, pero en su interior hay nada menos que«10 conductores» finos. Yo también pedí uno por internet y compré el cable necesario. Para fabricar un cable Pascal se pueden utilizar cables como el Fuji Electric Cable VCTF 0.3sq×10 conductores, que se pueden comprar en Amazon.
Fuji Electric Cable VCTF 0.3sq×10 conductores, cable de vinilo con cubierta (cable redondo)
En el interior hay 10 conductores como estos. Se van combinando los conductores según su color y se sueldan entre sí.
Los 10 conductores se conectan cuidadosamente mediante soldadura, de manera que «la corriente que entra por el polo (+) pase en paralelo (!) por los 10 conductores y salga por el polo (−)». ※ En realidad, se conecta un único conductor haciendo diez recorridos de ida y vuelta en serie. La clave está en «sumar las fuerzas producidas por los 10 conductores».
(※Nota añadida: para conocer la estructura exacta, consulta el sitio web oficial. Lo importante es que la corriente circula por los 10 conductores y que los campos magnéticos producidos por cada uno de ellos se «superponen».)
Y así quedó.
Si tomamos como «1» el campo magnético producido cuando circulan 3 amperios por un solo conductor, el cable Pascal crea dentro de un único cable grueso una situación equivalente a hacer circular 3 amperios por cada uno de 10 conductores. Por eso, el campo magnético (y la fuerza que se experimenta) es¡simplemente 10 veces mayor! No se trata de recurrir a una «corriente enorme», sino de utilizar una ingeniosa idea: «superponer las fuerzas producidas por 10 conductores». Así podemos realizar experimentos seguros y, al mismo tiempo, mucho más espectaculares.
Vamos a colocar dos fuentes de alimentación una sobre otra para hacer circular una corriente mayor. De este modo, el efecto vuelve a multiplicarse por 10. Como ejemplo de experimento, puedes consultar el siguiente enlace para realizar el experimento de la regla de la mano derecha.
Lo divertido es ver cómo la aguja de la brújula da un pequeño y repentino giro.
Este es, por ejemplo, un experimento para comprobar la regla de la mano izquierda de Fleming. Dejamos colgar el cable Pascal y lo hacemos pasar entre los polos de un imán en forma de U. En el instante en que hacemos circular la corriente —es decir, cuando accionamos el interruptor—…
El cable se mueve con un claro y potente «¡zas!», hasta el punto de que podemos verlo perfectamente a simple vista. Es uno de esos momentos en los que realmente podemos «sentir» una fuerza física.
Si cambiamos a corriente alterna, el cable comienza a vibrar rápidamente. De esta manera, el cable Pascal nos permite experimentar de forma segura y dinámica las maravillas de un mundo invisible: el de la «electricidad» y el «magnetismo». Es un recurso didáctico fantástico para convertir conceptos que normalmente solo vemos en los libros en fenómenos que podemos observar y sentir directamente.
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