Este simulador de Aulaquest ha sido diseñado con un enfoque cuantitativo riguroso. Abandona las unidades arbitrarias para utilizar magnitudes reales del Sistema Internacional, permitiendo resolver problemas teóricos de física directamente en el entorno virtual.
1. Módulo: Imán Permanente
- Calibración Real: El slider de potencia está calibrado para que el 100% equivalga a 1500 mT (1.5 Teslas), correspondiente al campo superficial de un imán real de neodimio N52.
- Monopolos Inexistentes: Al "Romper el Imán", el simulador reorganiza los flujos instantáneamente para crear dos dipolos independientes, demostrando la imposibilidad de aislar un monopolo magnético.
- Modo Físico Real: Activa la Ley de Coulomb magnética. Los polos interactúan mecánicamente en el lienzo. Si dos polos opuestos colisionan, el sistema los "fusiona" asumiendo el comportamiento macroscópico de un único dipolo recombinado.
2. Módulo: Electroimán y Leyes
El simulador desglosa todas las variables del circuito para evitar comportamientos de "caja negra". La bobina posee una Resistencia ideal fija de 1.0 Ω.
Ley de Ohm
I = V / R
La intensidad (Amperios) se calcula y muestra en tiempo real en función del voltaje (Voltios) suministrado por la fuente.
Ley de Ampère (Solenoide)
B = 15.0 · N · I
El núcleo de hierro canaliza el flujo. El factor geométrico y de permeabilidad (μ/L) está fijado en 15.0. Multiplicado por las Espiras (N) y la Corriente (I), da el campo teórico en mT.
3. Dinámica CA y Exploración Espacial
Al activar CA, la fuente genera una señal sinusoidal: V(t) = A · sin(2π · f · t)
- Sincronización Total: Cuando la línea del osciloscopio cruza por 0V, los electrones se detienen y la polaridad del núcleo se invierte instantáneamente.
- Telemetría vs Lupa: El Panel de Telemetría muestra el campo magnético ideal y constante del centro geométrico puro. La Lupa, en cambio, es un sensor tridimensional real: al introducirla dentro de la bobina, el alumno comprobará la homogeneidad del campo interno y detectará experimentalmente las variaciones críticas de flujo al aproximarse a los extremos (efectos de borde).
📝 Aplicación en el Aula: Ejercicio de Análisis Temporal
"Un electroimán con núcleo ferromagnético (Factor = 15.0) y N = 4 espiras, se conecta a una fuente CA con Amplitud (A) de 10.0 V y frecuencia (f) de 0.25 Hz. Determina el voltaje inducido, la corriente eléctrica y el campo magnético teórico B en el instante exacto t = 0.33 s."
1. Resolución Analítica (Fase Fraccionaria):
- ω · t = 2 · π · 0.25 · 0.33 = 0.518 rad (29.7º)
- V(0.33) = 10 · sin(0.518) ≈ 4.95 V
- I(0.33) = 4.95 V / 1.0 Ω = 4.95 A
- B(0.33) = 15.0 · 4 · 4.95 ≈ 297.0 mT
2. Verificación Dinámica:
El alumno introduce los parámetros en los sliders (A = 10V, f = 0.25Hz). Al iniciar la oscilación, debe congelar el simulador con el botón de Pausa (⏸) cuando el cronómetro marque 0.33s. La coincidencia exacta de los Amperios y miliTeslas en la pantalla valida el uso de las ecuaciones de onda.
Ecosistema Educativo Aulaquest
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