¡Se enciende sin estar conectado! El misterio de la inducción mutua: un LED sobre una bobina que destella por un instante
Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencia. Cada día es un experimento.
El profesor en prácticas K estaba haciendo un experimento de inducción mutua y me dejó observarlo. Llamaremos bobina 1 a la que está hecha con el cable Pascal que usamos antes, y bobina 2 a la otra, enrollada con alambre esmaltado. Colocamos la bobina 2 encima de la bobina 1.
La bobina 1 está conectada a una fuente de alimentación, de modo que circula por ella una corriente continua de 4 A. La bobina 2, en cambio, lleva un LED y no está conectada a ninguna fuente de energía.
Ahora, cada vez que encendemos o apagamos el interruptor de la bobina 1, la corriente cambia bruscamente en ese instante, ¡y el LED se ilumina!
¿Cómo es posible que se ilumine un LED que no está conectado a nada?
Cuando circula corriente por una bobina, a su alrededor se forma un campo magnético (un espacio donde se manifiestan las fuerzas de un imán). Al encender el interruptor, la corriente salta de golpe de 0 A a 4 A, así que el campo magnético también se vuelve fuerte de golpe. Al apagarlo, ocurre lo contrario: el campo magnético se debilita de golpe.
Desde el punto de vista de la bobina 2, el campo magnético que la atraviesa ha cambiado de repente. Cuando cambia el campo magnético dentro de una bobina, se genera un voltaje en ella y aparece una corriente. A esto se le llama inducción electromagnética. Esa corriente pasa por el LED, y por eso se enciende.
Este fenómeno, en el que el cambio de corriente en una bobina genera una corriente en otra, se llama inducción mutua. Cuando es el cambio de corriente en la propia bobina el que genera un voltaje en ella misma, se habla de autoinducción.
En este experimento usamos dos bobinas, así que se trata de inducción mutua.
Solo se ilumina en el instante en que la corriente cambia
Lo importante aquí es que el LED se ilumina únicamente en el instante en que la corriente cambia. Aunque mantengamos los 4 A circulando, mientras la corriente sea constante el campo magnético tampoco cambia, así que no se genera corriente en la bobina 2 y el LED permanece apagado.
Además, el cambio del campo magnético es opuesto al encender y al apagar, por lo que la corriente que circula por la bobina 2 también va en sentido contrario. Como un LED solo deja pasar la corriente en una dirección, si hay uno solo, se iluminará únicamente en el momento cuyo sentido coincida con el suyo. Si añadimos otro LED colocado en sentido inverso, podremos ver cómo se ilumina tanto al encender como al apagar.
La inducción mutua también está en nuestra vida cotidiana
Este mecanismo de transferir energía eléctrica entre bobinas se usa en muchas cosas de nuestro día a día.
・Transformador: es un aparato que cambia el voltaje de la corriente alterna y aprovecha la inducción mutua entre dos bobinas.
・Cocina de inducción: la corriente de la bobina cambia constantemente, genera corriente en la olla y esta se calienta.
・Carga inalámbrica: cuando dos bobinas se acercan, la electricidad pasa de una a otra.
Un campo magnético invisible que lleva electricidad hasta una bobina a la que nada está conectado. Un pequeño experimento de laboratorio escolar que sigue vivo dentro de las herramientas que usamos a diario. ¿A que es fascinante?
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