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PROYECTO
DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA
VIII FERIA DE LA CIENCIA
SEVILLA 2009
“Electromagnetismo útil y divertido”
“Los fenómenos electromagnéticos se propagan a la velocidad 
de la luz en forma de ondas por el espacio”
James Clerk Maxwell (1831-1870)
Físico escocés
I.E.S. Antonio de Ulloa – Asociación Ibn Firnás
La Rinconada, 23 de noviembre de 2009
Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Leyes
Ley de la electrostática de Coulomb
La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas es proporcional a la 
magnitud de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que 
las separa.
Francia 1785. Charles-Agustín de Coulomb
Ley de la fuerza magnética de Biot-Savart
El paso de una corriente eléctrica por un alambre produce un campo magnético cuyas 
líneas de campo forman círculos concéntricos alrededor del alambre. La magnitud del 
campo es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde el alambre.
Francia 1820. Jean Baptiste Biot-Félix Savart
Ley circuital del electromagnetismo de Ampère
La circulación magnética en el vacío es proporcional a la corriente total que atraviesa 
la superficie limitada por el contorno sobre el que se calcula la circulación. La 
circulación por líneas concéntricas alrededor de un alambre recto es proporcional a la 
corriente que pasa por el alambre.
Francia 1825. André-Marie Ampère
Ley de la electricidad de Ohm
La corriente que fluye por un conductor es directamente proporcional al voltaje e 
inversamente proporcional a la resistencia.
Alemania 1827. Georg Ohm
Leyes de la inducción y la electrolisis de Faraday
Ley de la inducción: Un campo magnético cambiante produce un campo eléctrico. Ley 
de la electrolisis: Durante la electrolisis, la cantidad de cambio químico que produce 
una corriente es proporcional a la cantidad de electricidad utilizada, y las cantidades 
de cambio químico producidas por la misma cantidad de energía en distintas 
sustancias es proporcional a sus pesos equivalentes.
Inglaterra 1831 y 1833. Michael Faraday
Leyes de la electricidad y el magnetismo de Gauss
El flujo eléctrico a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga eléctrica 
neta confinada por la superficie. El flujo magnético a través de cualquier superficie 
cerrada es cero.
Alemania 1835. Carl F. Gauss
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Índice 
Título del proyecto,
Temática,
Objetivos y
Justificación teórica
 
Relación de actividades, 
1. Electroimán para mover cosas.
2. Jaula de Faraday.
3. Cómo generar electricidad. Dinamo en una bicicleta.
4. El motor eléctrico más sencillo del mundo.
5. Señales terroríficas en la televisión.
6. Explorador “Ulloa”.
7. La luz es una onda electromagnética. Observación solar.
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Temática a la que se acoge
Temática libre. Física y Robótica.
 Objetivos
El objetivo general consiste en presentar a los visitantes de la muestra algunas 
experiencias de electromagnetismo. El caso del electromagnetismo es notable, 
entre otras cosas, por el hecho de que una vez llevados a cabo los 
descubrimientos científicos tuvieron inmediata aplicación práctica y viceversa, 
algunas de las cuales conforman el objeto de las actividades de este proyecto.
Pretendemos asimismo transmitir que el deseo humano por explorar el 
Universo ha contribuido a acelerar el desarrollo tecnológico con la aplicación de 
estos conocimientos en infinidad de inventos de uso cotidiano.
Se explicará el funcionamiento de un robot que basa su funcionamiento en la 
micro-programación y en la interpretación de información procedente de varios 
sensores. Con todo ello se ilustrará la dependencia entre el conocimiento 
científico y las aplicaciones tecnológicas.
 Justificación teórica
El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los 
fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos 
fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo 
completo por James Clerk Maxwell. 
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y 
predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales 
dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo 
describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas 
eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y 
magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por 
ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande 
de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el 
Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas 
fundamentales del universo actualmente conocido. Maxwell demostró que los 
campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo 
campo electromagnético. 
A partir de esta demostración los físicos pudieron realizar varios experimentos 
prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva 
Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
Cuando hablamos de electrostática nos referimos a los fenómenos que ocurren 
debido a una propiedad intrínseca y discreta de la materia, la carga, cuando es 
estacionaria o no depende del tiempo. La unidad de carga elemental, es decir, 
la más pequeña observable, es la carga que tiene el electrón. Se dice que un 
cuerpo esta cargado eléctricamente cuando tiene exceso o falta de electrones 
en los átomos que lo componen. Por definición el defecto de electrones se la 
denomina carga positiva y al exceso carga negativa. La relación entre los dos 
tipos de carga es de atracción cuando son diferentes y de repulsión cuando son 
iguales.
La carga elemental es una unidad muy pequeña para cálculos prácticos, es por 
eso que en el sistema internacional a la unidad de carga eléctrica, el culombio, 
se le define como la cantidad de carga de 6,25 x 1018 electrones. El movimiento 
de electrones por un conductor se denomina corriente eléctrica y la cantidad de 
carga eléctrica que pasa por unidad de tiempo se la define como intensidad de 
corriente.
No fue sino hasta el año de 1820, cuando Hans Christian Ørsted descubrió que 
el fenómeno magnético estaba ligado al eléctrico, que se obtuvo una teoría 
científica para el magnetismo. La presencia de una corriente eléctrica, o sea, 
de un flujo de carga debido a una diferencia de potencial, genera una fuerza 
magnética que no varía en el tiempo.
La genialidad del trabajo de Maxwell estuvo en que describir que un campo 
eléctrico va ligado inequívocamente a un campo magnético perpendicular a 
éste y a la dirección de su propagación, éste campo es ahora llamado campo 
electromagnético. Además de permitir la existencia de una onda que se 
propagaba a la velocidad de la luz, con lo que además de unificar los 
fenómenos eléctricos y magnéticos la teoría formulada por Maxwell predecía 
con absoluta certeza los fenómenos ópticos.
Así la teoría predecía a una onda que, contraria a las ideas de la época, no 
necesitaba un medio de propagación; la onda electromagnética se podía 
propagar en el vacío debido a la generación mutua de los campos magnéticos 
y eléctricos. Esta onda a pesar de tener una velocidad constante, la velocidad 
de la luz c, puede tener diferente longitud de onda y consecuentemente dicha 
onda transporta energía. La radiación electromagnética recibe diferentes 
nombres al variar su longitud de onda, como rayos gamma, rayos X, espectro 
visible, etc.; pero en su conjunto recibe el nombre de espectro 
electromagnético.
 5Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 1
 Título de la Actividad 
Electroimán para mover cosas
 Interrogante que plantea 
¿Qué sucede si aplicamos una corriente eléctrica a una bobina con 
núcleo? 
 Fundamento científico
El flujo de corriente a través de una bobina genera un campo magnético, el cual 
se intensifica por medio de su núcleo de hierro. Una pesa es atraída y se 
produce un movimiento mecánico. Por medio del electromagnetismo se pueden 
controlar procesos de conmutación mecánicos, por ejemplo de relés. 
 
 Desarrollo concreto de la actividad
• Sobre una plataforma hecha con plastilina se inserta un soporte (con 
forma de escuadra) y, sobre éste, se cuelga una pesa.
• La plataforma se sitúa a unos 2 cm del núcleo de la bobina. 
• Un trozo de alambre se enrolla dando una vuelta al núcleo de la bobina 
dejando los dos extremos libres.
• Se conecta un extremo del alambre con uno de los polos de la pila.
• Se conecta y desconecta, alternativamente, el otro extremo del alambre 
al polo libre de la pila y se observa la pesa.
 Material necesario
• Una pila de 1,5 V.
• Una bobina con núcleo de hierro.
• Plastilina.
• Soporte con forma de escuadra.
• Una pequeña pesa con gancho.
• Trozo de alambre.
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 2
 Título de la Actividad 
Jaula de Faraday
 Interrogante que plantea 
Si metemos una radio encendida en una jaula hecha con malla metálica 
(una "jaula de Faraday") deja de sonar. 
Un móvil pierde la cobertura si le aplicamos el mismo experimento.
 Fundamento científico
Las ondas de radio son ondas electromagnéticas que se reflejan en las 
superficies conductoras. Las de las emisoras de FM tienen longitudes del orden 
de unos pocos metros, y las de AM, de unos pocos cientos de metros.
Las ondas electromagnéticas son capaces de penetrar muy ligeramente en las 
superficies conductoras, siempre más cuanto mayor es su longitud de onda. 
Esa es probablemente una de las razones por las que las rejillas frontales de 
los microondas siempre están separadas unos centímetros del exterior de la 
puerta. También podemos investigar cualitativamente este fenómeno con 
nuestra «jaula de Faraday», que es como se llaman estos dispositivos que 
sirven para aislar una región de la radiación electromagnética.
La malla, con huecos del orden de 1 cm, es prácticamente continua para las 
ondas electromagnéticas, que «solo son capaces de ver» discontinuidades del 
orden de su longitud de onda o menores. Por eso los hornos de microondas 
(con longitudes de onda del orden de los 10 cm) necesitan una rejilla metálica 
mucho más tupida. Se puede igualmente investigar lo que pasa con los 
teléfonos móviles, que utilizan microondas de unos 30 cm y están dotados de 
antenas sensibles y amplificadores de la señal. Un aparato de radio en 
funcionamiento deja de sonar al introducirlo en una jaula de malla metálica. 
Para que suceda lo mismo con un teléfono móvil necesitaríamos una malla 
mucho más tupida o, mejor aún, envolverlo en papel de aluminio.
Este fenómeno se pone de manifiesto en numerosas situaciones cotidianas, 
por ejemplo, el mal funcionamiento de los teléfonos móviles en el interior de 
ascensores o edificios con estructura de rejilla de acero.
 
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Desarrollo concreto de la actividad
• Construimos la jaula con malla metálica. Se puede hacer cilíndrica o 
cuadrada, cortando la malla con unos alicates o una tijeras para metales.
• Con el receptor de radio se sintoniza una emisora que se oiga bien y 
potente.
 
• Colocar la rejilla sobre la radio y observa lo que ocurre. La radio deja de 
sonar.
 
• Colocar luego un móvil dentro, y efectuarle una llamada, comprobando si 
suena o no, en las diferentes bandas
 Material necesario
• Sintonizador de radio a pilas.
• Teléfono móvil operativo, multibanda.
• Rejilla metálica.
• Alicates.
• Papel de aluminio.
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 3
 Título de la Actividad 
Cómo generar electricidad. Dinamo en una bicicleta.
 Interrogante que plantea 
Cómo es posible generar electricidad a partir de un mecanismo giratorio. 
Aprender el funcionamiento de la dinamo de una bicicleta, y la 
importancia de almacenar energía en baterías recargables.
 Fundamento científico
Una dinamo convencional de bicicleta es el medio más sencillo y barato para 
producir electricidad para la propia bicicleta. Ahora bien, las dinamos de 
bicicleta no son tales dinamos sino alternadores; es decir, producen corriente 
alterna, no continua:
Aunque se conocen con este nombre, dinamos, son alternadores de imanes 
permanentes: poca potencia (menos de 5 W) y sirven bien como generadores 
para consumos muy reducidos 
Como elemento didáctico, este tipo de dinamos sirve para mostrar el fenómeno 
de inducción electromagnética, mediante la conversión de energía mecánica 
en eléctrica.
El principio de funcionamiento es la Ley de Inducción Electromagnética de 
Faraday-Lenz, descubierta por Faraday en 1831, la variación ∆F, en un lapso 
muy pequeño (∆t --> 0), de flujo F (= campo x área total) de campo magnético 
B a través del área de una vuelta de alambre, induce un voltaje:
e(t) = -∆F / ∆t
Este voltaje es medible con un voltímetro.
 
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Desarrollo concreto de la actividad
• Una dinamo fijada a la rueda de una bicicleta estática, conectada a un 
voltímetro amperímetro, permite realizar mediciones de voltaje según se 
pedalea.
• Como segunda parte de la actividad, un circuito de leds a diferentes 
tensiones hará que se enciendan progresivamente al ir superando el 
valor umbral de cada uno.
• La electricidad generada servirá para cargar las pilas que se usen en los 
aparatos eléctricos que conforman las otras actividades.
 Material necesario
• Bicicleta estática
• Dinamo
• Voltímetro
• Voltímetro a leds
• Cargador de pilas compatible con la dinamo-alternador
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 4
 Título de la Actividad 
El motor eléctrico más sencillo del mundo
 Interrogante que plantea 
¿Cuántas cosas necesito para hacer un motor? 
 Fundamento científico
Al tocar el exterior del imán con el cable se cierra un circuito eléctrico. La 
corriente eléctrica sigue el camino: pila (polo positivo), tornillo, imán, cable y 
polo negativo de la pila.
La corriente que circula por el imán del tornillo al cable, experimenta una fuerza 
magnética perpendicular a la dirección de la corriente que hace que el conjunto 
tornillo-imán gire.
 
 Desarrollo concreto de la actividad
• Cortamos un pedazo de cable de unos 10 cm de longitud.
• Unimos uno de los extremos del cable con la cinta aislante al polo 
negativo de la pila.
• Colocamos el tornillo sobre el imán.
• Tomamos la pila con el polo positivo hacia abajo y tocamos la parte 
superior del tornillo que queda unido a la pila.
• Separamos el conjunto pila-tornillo-imán de la superficie y tocamos el 
exterior del imán con el extremo suelto del cable.
• El tornillo comienza a girar.
 Material necesario
• Una pila de 1,5 V.
• Un imán circular pequeño.
• Un tornillo.
• Un cable y un trozo de cinta aislante
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 5
 Título de la Actividad 
Señales terroríficasen la televisión
 Interrogante que plantea 
¿Podemos “recoger” la electricidad estática?
 Fundamento científico
Experimento 1
Con un trozo de papel de aluminio recogemos la electricidad estática que 
genera un televisor.
La acumulación de cargas del mismo signo en unas tiras de papel provoca una 
fuerza repulsiva y por ello es que se separarán unas de otras sobre una 
bandeja de aluminio situada encima del televisor, conectada con un cable con 
el trozo de papel de aluminio.
Esta electricidad estática acumulada en las tiras de papel puede descargarse al 
aproximar un dedo (igual que la electricidad acumulada en las nubes se 
descarga en un pararrayos). 
Experimento 2
Con el papel de aluminio pegado a la pantalla recogemos la electricidad 
estática que genera el televisor. Las cargas se acumulan en una lata de 
refresco situada encima del TV conectada mediante un cable con la lámina de 
aluminio. Esta acumulación de cargas atrae a una bolita de papel de aluminio 
que, al tocar la lata, se carga de electricidad del mismo signo y, por la repulsión 
eléctrica entre las cargas de la bolita y de la lata, rebota y se dirige hacia una 
segunda lata situada a la izquierda. Al tocar la lata cede sus cargas y regresa a 
la primera lata de refresco.
Poco a poco se produce una acumulación de cargas en la lata de refresco 
situada a la izquierda y por esto se detiene la bolita. Con un dedo podemos 
descargar la lata de la izquierda y lograr que la bolita se mueva entre las latas 
sin detenerse.
Atención: al realizar estos experimentos existe el riesgo de recibir 
pequeñas descargas que pueden llegar a ser desagradables. Se 
recomienda no dejar el televisor encendido más de dos de minutos. 
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 
 Desarrollo concreto de la actividad
Experimento 1
Colocamos un trozo grande de papel de aluminio sobre la pantalla del televisor.
Ponemos la bandeja de aluminio sobre el televisor y unimos con un cable el 
papel de aluminio y la bandeja.
Con el alfiler clavamos unas cuantas tiras de papel de periódico sobre la 
bandeja de aluminio.
Al encender el televisor se observa que las tiras de papel se separan y se 
ponen de pie sobre la bandeja. Si movemos un dedo en las proximidades de 
las tiras de papel se puede ver que las tiras se mueven siguiendo la trayectoria 
del dedo.
Experimento 2
Recortamos y colocamos un trozo grande de papel de aluminio sobre la 
pantalla del televisor. 
A continuación, ponemos las dos latas de refresco sobre el televisor y unimos 
con un cable el papel de aluminio y una de las latas (la situada a la derecha, si 
estamos frente al televisor).
Hacemos una esfera de papel de aluminio y la colgamos con el palillo y el hilo 
entre las dos latas de refresco. 
Al encender el televisor se observa que la bolita se desplaza hacia la lata de la 
derecha. Al tocar la lata rebota y se desplaza hacia la otra lata donde vuelve a 
rebotar y regresa a la primera lata originándose un movimiento vibratorio.
En pocos segundos la bolita se para. Si aproximamos un dedo a la lata de 
refresco de la izquierda el movimiento de la bolita entre las dos latas no se 
detiene.
 Material necesario
Experimento 1 Experimento 2
• Un televisor • Un televisor
• Lámina de Papel de aluminio • Lámina de papel de aluminio
• Recipiente de aluminio • Bola pequeña de aluminio 
• Papel de periódico en tiras • 2 latas de bebidas vacías
• Cable • Trozo de hilo y palillo de madera
• Cable
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 6
 Título de la Actividad 
Explorador Ulloa
 Interrogante que plantea 
¿Qué aplicaciones tiene la robótica? 
 Fundamento científico
El mundo actual está marcado por la tecnología y sería muy difícil entenderlo 
sin considerar su influencia en el modo de vida de las personas. La Robótica es 
fundamental en el desarrollo tecnológico actual. 
Puede que revolucione la historia de la humanidad, con repercusiones en 
nuestra forma de vivir tanto a nivel individual como social. En nuestra 
comunidad autónoma este sector se encuentra en un proceso de creación, 
desarrollo, innovación y mejora que, por su dimensión social y económica, y 
por las implicaciones que tiene en las actividades cotidianas, debe adquirir un 
papel cada vez más importante.
Nuestro proyecto está basado en el desarrollo personal del alumnado. 
Intentamos conseguir que en los cursos terminales de la ESO el alumnado 
alcance las competencias básicas. El alumnado que desarrolle las actividades 
planteadas en el montaje y posterior programación del robot sentirá, que lo que 
hace, funciona, y se sentirá realizado. Al usar una metodología de proyectos, al 
alumnado se le plantearán retos que ellos mismos deben ir superando con la 
ayuda de su profesor/a o del blog, que tiene diversa información que podrán 
consultar en cualquier momento.
 
 Desarrollo concreto de la actividad
Ensamblaje de los componentes que conforman el sistema robotizado; micro-
programación y puesta en marcha. A los visitantes se les ofrecerán 
demostraciones comentadas de distintas soluciones.
 Material necesario
• Elementos del robot (piezas, conectores, engranajes, motores, sensores, 
microprocesador).
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
 Relación de Actividades
 Título del Proyecto 
Electromagnetismo útil y divertido
 Actividad Número: 7
 Título de la Actividad 
La luz es una onda electromagnética. Observación solar.
 Interrogante que plantea 
¿Es la superficie del Sol totalmente homogénea?
 Fundamento científico
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se 
pueden propagar en el vacío se llaman ondas electromagnéticas. 
Al observar el Sol en luz blanca a través de un telescopio se utilizan filtros 
como el de papel Mylar obteniéndose mayor detalle de la superficie al 
aumentar su tamaño y así estudiar pormenorizadamente algunos aspectos de 
su superficie como las manchas solares.
Poros, Manchas, Focos y Grupos
Los poros son pequeños puntos oscuros en los que no puede diferenciarse 
entre sombra y penumbra. Pueden derivar en una mancha o simplemente 
desaparecer al cabo de uno o varios días. Se presentan aislados o en grupos. 
El número de poros que pueden verse depende de la abertura del telescopio 
así como del aumento utilizado.
Las manchas, sin embargo, son de un mayor tamaño, en ellas se diferencia 
claramente la sombra y la penumbra. La sombra o umbra es oscura y ocupa la 
zona central de la mancha, la penumbra en cambio es mucho más difusa y su 
diámetro es al menos el doble que la sombra. Ni la umbra ni la penumbra 
tienen un aspecto perfectamente regular. Suelen ser redondeadas, ovaladas o 
alargadas.
Las manchas son zonas más oscuras que la fotosfera debido a su menor 
temperatura (unos 2000º menos) e indican la actividad magnética del sol. El sol 
tiene una rotación en el ecuador de 25 días, mientras que en las latitudes altas 
el período de rotación es de 36 días, esto hace que las líneas magnéticas se 
enreden y den lugar a la formación de las manchas.
Las manchas salen por el este y se ponen por el oeste, aparecen entre las 
latitudes 5º y 40º (Norte o Sur). La duración de las manchas pueden variar de 
unos días a unas semanas. No poseen movimiento propio y su aparente 
desplazamiento es debido a la rotación del sol y, como ya apuntamos 
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Feria de la Ciencia 2010 Electromagnetismo útil y divertido
anteriormente, el hecho de no parecer recto es debido exclusivamente al grado 
de inclinación del sol. Una mancha nunca cruza el ecuador solar, siempre está 
desviada al norte o al sur.
 
 Desarrollo concreto de la actividad
Se trata de observar la actividad solar mediantetelescopios dotados con filtros 
especiales (Mylar) que permiten la visión segura y sin perjuicio para el ojo 
humano. 
 Material necesario
• Telescopios y filtros solares.
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