Resumen

A diferencia del funcionamiento de la gravedad o la electricidad los imanes permanentes solo pueden ser entendidos por completo como un efecto de la mecánica cuántica. De forma muy parecida que las partículas como los electrones y quarks tienen propiedades fundamentales llamadas masa y carga eléctrica, la mayoría de las partículas también tienen otra propiedad llamada «momento magnético intrínseco» que nos dice que las partículas con carga eléctrica en realidad son imanes muy pequeños por ello se les conoce también como «tiny magnets». Desde los 1920’s sabemos que cada electrón o protón individual es básicamente un «tiny magnet» lo cual nos lleva al nivel de los atomos Un átomo es un montón de protones con carga positiva con un montón de electrones con carga negativa vibrando alrededor de él. Los tiny magnets de un protón son aproximadamente 1000 veces más débiles que los de un electrón, así que el núcleo del átomo casi no tiene efecto en el magnetismo del átomo. Y podrías pensar que ya que los átomos se están moviendo así como la corriente en un alambre esto debería generar campos magnéticos a partir de ese movimiento. Y si lo hacen, estos campos se llaman campos magnéticos orbitales, excepto que esto no contribuye al magnetismo de un átomo. Los electrones se congregan alrededor del núcleo.
Los electrones en cualquier capa llena se mueven igualmente en todas direcciones y así las corrientes generadas se cancelan y no generan ningún campo magnético, Estos electrones también pueden venir en pares en los cuales sus tiny magnets apuntan a direcciones opuestas y se cancelan. sin embargo en una capa medio llena ninguno de sus electrones esta pareado y todos sus tiny magnets apuntan a la misma dirección y se suman, lo que significa que el magnetismo intrínseco de los electores en la capa exterior es lo que le da a un átomo la mayor parte de su campo magnético.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Existen muchas formas energía , desde energía geométrica embargo estos métodos requieren de condiciones especificas para su utilización o son dañinos para el medio ambiente,si embargo existen otras formas para generar electricidad que no depende de condiciones ambientales y que  no es completamente limpia ,la alternativa mas común y  de lo que se cree y probablemente se encuentra pegado en nuestros refrigeradores (imanes).

Antecedentes

Campos electromagnéticos

Muchos pensamos en la telequinesis como un súper poder o algo parecido, pero la palabra telequinesis viene del griego Kinesis que significa movimiento y tele- significando «a distancia» y resulta que nuestro universo está lleno de telequinesis. ¿Qué es lo que hace que un lápiz caiga directamente al suelo?, ¿Por qué los imanes se repelen o se atraen sin la necesidad de tocarlos?, ¿cómo es que el sol nos calienta estando a miles de kilómetros de nosotros?, ¿Y cómo es que los celulares transmiten tu voz hasta el otro lado de la ciudad o del mundo? .

Bueno la verdad detrás de todos estos fenómenos «telequineticos» es que en realidad no son acción a distancia , esto se descubrió en los años 1800 y antes de eso no había una explicación del porque dos imanes se atraen o se repelen a distancia, o como un lápiz puede «saber» que debe caer al suelo en lugar de irse flotando,  o como es que el sol calienta la tierra, solo sabíamos que era así.

Pero llegaron al mundo de la física un encuadernador londinense llamado Michael Faraday y un joven terrateniente Escoses llamado James Clerk Maxwell , juntos hicieron uno de los más grandes descubrimientos de todos los tiempos, Faraday estaba convencido de que las fuerzas eléctrica y magnética no eran realmente telequinesis sino que más bien era el resultado de la expresión de alguna otra cosa física subyacente, a la cual llamo «campo». Inspirado por lo brillante de esta idea, Maxwell se sentó con lápiz y papel y le dio sentido a los resultados de los experimentos  y a la corazonada de Faraday utilizando hermosas matemáticas. El descubrió que se puede describir toda clase de electricidad y magnetismo con el mismo concepto de los campos, entonces se unifico en un solo campo electromagnético el cual se permea en la totalidad del espacio de nuestro universo. La idea básica del campo fue imaginada por primera vez por Maxwell en el describía que cada espacio en el campo tiene un numero y ese número te dice algo sobre ese punto, ese número puede ser simple como por ejemplo la temperatura que tiene ese punto o la cantidad de gatos que hay en un lugar o puede ser un numero complejo como la dirección y velocidad que el viento tiene al pasar por ese punto. Se hace una tabla de estos números para cada punto del universo, eso es un campo. Así que el joven James Clerk se dio cuenta de que además de estos números había números adicionales que te dictaminan la fuerza y dirección del campo electo-magnético. Las ecuaciones que empleo describir estos números también relacionan como la fuerza del campo en un punto afecta a otros puntos aledaños a él, y los otros puntos aledaños a estos y así sucesivamente.

Entonces podemos deducir que este campo electromagnético y la forma en la que va cambiando de punto a punto es lo que nos ayuda a explicar cómo funcionan los imanes, la electricidad estática y las llamadas en tu teléfono celular tienen efectos a larga distancia sin que de hecho sea acción a distancia, Por ejemplo un imán genera una perturbación en el campo que se ve como un campo magnético (valga la redundancia) y cuando mueves el imán los puntos del campo que están cercanos a él cambian por que el imán cambio su posición y los puntos aledaños a esos puntos y cuando los puntos mas lejanos cambian es porque los puntos aledaños también cambiaron su posición y así sucesivamente hasta que eventualmente llegan a otro imán.

Por otra parte un electrón genera una perturbación en el campo que simplemente aleja a otros electrones, pero si tomas ese electrón y lo agitas comienza a emitir ondas a través del campo, así como las ondas en una superficie acuática, lo más impresionante que se descubrió de esto es que estas ondas viajan a la velocidad de la luz y de hecho son luz. J.C. descubrió que la luz es una onda electromagnética, las interferencias en el campo que hacen que los puntos cambien de posición es lo que hace que la luz del sol de calor a la tierra, que tu celular pueda llamar a tu madre que se encienda la luz de una bombilla o inclusive prender tu televisor con un control remoto, la única razón por la cual pensamos en estos fenómenos como telequinesis es porque no podemos ver las ondas del campo que actúan frente a nosotros, pero esta ahí y se puede demostrar fácilmente con la experimentación.

Y así gracias Faraday y Maxwell y su descripción de los campos electromagnéticos se explico la acción de los imanes, electricidad y luz sin la necesidad de acción a distancia.

Imanes

Los imanes pueden atraerse a una larga distancia por que generan campos magnéticos que se extienden de forma invisible alrededor del objeto, sabemos de antemano que la electricidad y el magnetismo son dos lados de las misma moneda, así como la masa y la energía, el tiempo y el espacio, pueden ser transformados de uno a otro. De hecho los campos magnéticos solo es en lo que se transforman los campos eléctricos cuando un objeto eléctricamente cargado empieza a moverse.

Pero un imán solo es un pedazo de metal sin ninguna corriente eléctrica fluyendo a través de él, o eso es lo que parece. A nivel microscópico hay miles de electrones vibrando en los átomos de las moléculas que forman los salidos.

El comportamiento magnético de cualquier objeto es influenciado por una fascinante combinación de efectos que van desde las partículas a los átomos, colecciones de átomos y colecciones de colecciones de átomos.

Partículas individuales

A diferencia del funcionamiento de la gravedad o la electricidad los imanes permanentes solo pueden ser entendidos por completo como un efecto de la mecánica cuántica. De forma muy parecida que las partículas como los electrones y quarks tienen propiedades fundamentales llamadas masa y carga eléctrica, la mayoría de las partículas también tienen otra propiedad llamada «momento magnético intrínseco» que nos dice que las partículas con carga eléctrica en realidad son imanes muy pequeños  por ello se les conoce también como «tiny magnets». Desde los 1920’s sabemos que cada electrón o protón individual es básicamente un «tiny magnet» lo cual nos lleva al nivel de los átomos.

Átomos

Un átomo es un montón de protones con carga positiva con un montón de electrones con carga negativa vibrando alrededor de él. Los tiny magnets de un protón son aproximadamente 1000 veces más débiles que los de un electrón, así que el núcleo del átomo casi no tiene efecto en el magnetismo del átomo. Y podrías pensar que ya que los átomos se están moviendo así como la corriente en un alambre esto debería generar campos magnéticos a partir de ese movimiento. Y si lo hacen, estos campos se llaman campos magnéticos orbitales, excepto que esto no contribuye al magnetismo de un átomo. Los electrones se congregan alrededor del núcleo. Los electrones en cualquier capa llena se mueven igualmente en todas direcciones y así las corrientes generadas se cancelan y no generan ningún campo magnético, Estos electrones también pueden venir en pares en los cuales sus tiny magnets apuntan a direcciones opuestas y se cancelan. sin embargo en una capa medio llena ninguno de sus electrones esta pareado y todos sus tiny magnets apuntan a la misma dirección y se suman, lo que significa que el magnetismo intrínseco de los electores en la capa exterior es lo que le da a un átomo la mayor parte de su campo magnético. Así que los átomos mas cerca del lado de cualquiera de los bloques mayores de la tabla periódica, los cuales tienen capas exteriores llenas o casi llenas no son magnéticos. Y los átomos que están en medio de estos bloques tienen capas exteriores medio llenas y son magnéticos. Por ejemplo Níquel, Cobalto, Hierro Manganeso, Cromo, etc.

Son embargo como es en el caso del cromo, solo porque un átomo sea magnético no significa que el material lo sea, lo cual nos lleva al nivel de los cristales.

Cristales

Cuando un montón de átomos magnéticos se junta para crear un sólido tienen dos opciones una es que todos los átomos alineen sus campos magnéticos o pueden alinearse de forma intercalada a manera de que su magnetismo se cancele, es por ello que el cromo es un átomo muy magnético pero un sólido antimagnético.

Dominios

Inclusive en un material magnético con sus campos magnéticos alineados es posible que una parte de ellos este alineado hacia una dirección y otras partes de el alineados hacia otra dirección, si se agrega un campo magnético lo suficiente fuerte puedes hacer que todos los campos magnéticos se alineen y al apuntar todos en la misma dirección el material se vuelve magnético.

Objetivo

Construir un motor a base de energía electromagnética para sustituir el consumo execivo  gasolina por energía infinita ,ya que la energía electromagnética se encuentra en todo el mundo y es una alternativa ambiental para esta.

Justificación

Los imanes tienen la capacidad de atraerse porque genera un campo magnético , se sabe que la electricidad y el magnetismo son dos lados de una misma moneda , similar a la masa y la energía o al tiempo y el espacio , pueden ser transformados de uno a otro . De echo los campos eléctrico cuando un objeto eléctrica mente cargado empieza a moverse . Pero un imán solo es un pedazo de metal sin ninguna corriente eléctrica fluyendo a través de él , o eso es lo que parece .

A nivel microscópico hay miles de electrones urbano , en los átomos de las moléculas que forman los sólidos . El comportamiento magnético de cualquier objeto es influenciado por una fascinante combinación de efectos que se van desde la partículas o los átomos,colecciones de átomos y colecciones de colecciones

Hipótesis

Si logramos elaborar un motor de energía electromagnética,entonces podremos disminuir el uso de gasolina por energía limpia.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales.

-Cinta aislar

-1/2 de cable de cobre

-40 imanes de 5×2

-12 imanes permanentes círculos de 5ml de radio

-1 tren de juguete

-foco de led

Procedimiento.

1.-construimos las vías del tren ,le añadimos los imanes de 5 x 2

2.-colocamos dentro a los imanes circulares de un bagon

3.- ponemos imanes en un ventilador para que jire

4.-colocamos los cables y el foco led.

Galería Método

Resultados

logramos  acomodar los imanes para hacer que se moviera el carro del tren y movimiento se traduce en energía. .

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Es evidente que los imanes contienen mucha energía ya que es complicado acomodarlos para hacer el motor, la misma fuerza de los imanes los hace cambiar de posición.

Bibliografía

Summary

The magnets can attract each other at long distances because they generate a magnetic field that extend beyond them, we know that the electricity and the magnetism are two sides of the same coin kind of like the time and space or mass and energy, they can be transformed into the other. In fact the magnetic fields are the thing that is transformed into when an object electrically charged starts to move, but a magnet it’s just a piece of metal without an electrical current flowing through it, or that’s what it seems. On a microscopic level there are electrons whizzing around the atoms of the molecules that form solids. The magnetic behavior of any object is influenced by a fascinating combinations of effects rising from the level of particles to the atoms, collections of atoms and collections of collections of atoms.

Unlike the everyday working of gravity or electricity, the permanent magnets can only be fully be understood as a quantum mechanical effect. In much the same way that particles like electrons and quarks have fundamental properties called mass and electrical charge most of the particles also have another intrinsic property called «intrinsic magnetic moment» that says that the particles with electrical charge are just tiny magnets there for they’re also called «tiny magnets» . Since the 1920’s we’ve know that each individual electron or proton it’s basically a «tiny magnet», which bring us to the level of atoms. An atom is basically is a bunch of positively charged protons with a bunch of negatively charged electrons whizzing around them. The protons tiny magnets are about a  thousand times weaker than the electron ones so the nucleus of the atom has almost no effect on the magnetism of the atom as a whole. And you might think since many of the electrons are also moving like the current on a wire that must generate magnetic fields from that motion. Indeed they do, this are called «orbital magnetic fields». Except that  this not contribute to the magnetism of an atom. Electrons congregate themselves, the electrons in any filled shell zoom equally in all directions so the currents they generate cancel out and generate no magnetic field. This electrons also come in pairs, whose tiny magnets points to opposite directions and also cancel. However in a half-filled shell, all of the electrons are unpaired and their tiny magnets point in the same direction and add up, meaning that is the intrinsic magnetism of the electrons in the outer shell that gives an atom the majority of its magnetic field.

Research Question

Problem approach

There are many forms of energy , from geothermal energy , through wind and hydro power , however , these methods need specific conditions to be used otherwise they are harmful to the environment , however there are other ways to generate electricity that does not need conditions and it is completely clean , the alternative is more common than believed and probably is stuck in our cooling units.

Background

Objective

To build an electromagnetic energy based engine to replace the gas guzzler by infinite energy.

Justification

The magnets have the aptitude to attract because it generates a magnetic field, it is known that the electricity and the magnetism are two sides of the same currency, similar to the mass and the energy or to the time and the space, they can be transformed from one to another. If we throw the fields electrically when an electric object starts moving we obtain a result. But an alone magnet is a metal piece without any electrical current flowing across it, or at least that’s what it seems.

At a microscopical level there are thousands of vibrating electrons, in the atoms of the molecules that form solids. The magnetic behavior of any object is influenced by a fascinating combination of effects that go away from the particles or the atoms, collections of atoms and collections of collections of atoms.

Hypothesis

If we develop an electromagnetic engine , then we can reduce gasoline intake by natural energy.

Method (materials and procedure)

-Insulating tape

-pc fan

-1/2 copper  wire

-40 magnets  5cm x 2 cm

-toy train

-Led.

1.-we build the train tracks and we put the magnets  behind the trains

2.-place inside circular magnets in a railcar of the train

3.-connect the magnets in the train.

Method Gallery

Results

We manage to arrange the magmets to make the railicar move forward an moved the results in energy

Results Gallery

Discussion

Conclusions

it is evident that the magnets  has a lot of energy because  it is complicated arrange them to make the engine spin the force of the magnets  itself makes them change their position.

Bibliography