Indución
16 Mar, 2013
Print 
PDFNun péndulo
PRESENTACIÓN: Suspéndese un imán dun fío para formar un péndulo con baixo rozamento. Cando se sitúa unha placa metálica nas proximidades da súa traxectoria obsérvase un freado rápido no movemento pendular debido ás correntes inducidas que aparecen na placa.
- Magnetic Braking: A Video Analysis, J. A. Molina-Bolívar and A. J. Abella-Palacios, Phys. Teach. 50, 412 (2012)
- Danuta’s Demo – A Magnetic Brake, Wojciech Dindorf, Phys. Teach. 45, 53 (2007)
INTRODUCIÓN: As correntes de Foucault, ou correntes parasitas, son unhas correntes de indución producidas pola variación de fluxo de campo magnético sobre a superficie dun material condutor.
Neste experimento móstrase como as correntes parasitas son capaces de deter a oscilación do imán de neodimio oscilante sobre a chapa metálica, xa que o propio imán xera unhas correntes parasitas sobre a chapa que transforman a súa enerxía mecánica en calor.
OBXECTIVO: Comprobar a acción das correntes de Foucault.
MATERIAIS: imán, corda/arame, ferro metálico, soporte.
MONTAXE: Comezamos o experimento suxeitando coa corda ou na súa falta un fino arame o imán de neodimio. Empregar ou non un soporte, para que o experimento teña éxito, o imán debe estar moi preto de entrar en contacto coa placa pero sen tocalo. A placa metálica debe estar baixo o imán na posición de repouso de leste.
EXPLICACIÓN: A explicación do experimento é moi sinxela desde o punto de vista do electromagnetismo. Cando separamos o imán da súa posición de equilibrio e deixámolo oscilar, o campo magnético que xera cambia de posición respecto da placa metálica que segue fixa na súa posición inicial. Isto produce unha variación no número de liñas de campo que atravesan a superficie da placa en cada instante, o que trae consigo unha variación de fluxo e a indución dunha forza electromotriz sobre a placa , en forma de micro correntes circulares pechadas cunha intensidade (I) dando lugar a un campo magnético que se opón ao que as orixina, de forma que a enerxía cinética e potencial que ten o imán oscilante pérdese en forma de calor sobre o metal por causa do efecto Joule.
CONCEPTOS: Indución, fluxo, campo magnético.
MÁIS INFORMACIÓN:
TEXTOS:
- R. Serway, Física, Mac Graw Hill, 2010.
- P. Tipler, Física para la Ciencia y la tecnología, Reverté, 2012.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
ALUMNADO 2011-2012: Carlos González, Francisco Javier Lobeira, José Lorenzo, Carlos Llovo
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
5 responses to "Indución"
Este experimento es muy sencillo de realizar y tiene un resultado sorprendente e increíble, que alguien ajeno a la materia, no se espera. Creo que tiene todas las cualidades necesaria para reclamar la atención del alumnado y su necesidad de tratar de explicar y entender lo que está ocurriendo. Además, sus aplicaciones son cercanas y muy útiles como se puede ver en este enlace de xatakaciencia. Puede ser una forma perfecta de introducir el tema del electro magnetismo, relacionándolo con algo cotidiano como son las cocinas de inducción, y reclamando la atención del los alumnos con una experiencia que parece casi cosa de magia.
Un campo magnético variable co tempo, como o que obtemos ao facer pendular un imán, xera un campo eléctrico sobre a peza de metal sobre a que oscila. Este campo eléctrico produce un movemento das cargas libres no condutor, xerando correntes con diferentes sentidos: no borde dianteiro do imán (esquerdo), pola regra da man dereita, a corrente en sentido antihorario crea un campo magnético que se opón ao campo do imán, causando una forza repulsiva entre a lámina e o borde dianteiro do imán. Polo contrario, no borde posterior (dereito) a corrente no sentido das agullas do reloxo provoca un campo magnético que apunta na mesma dirección do campo do imán creando unha forza atractiva entre a lámina e o borde posterior do imán. Ambas forzas opóñense ao movemento da lámina respecto do imán provocando que este free.
Un artículo muy interesante, gracias por compartir
En España podemos encontrar al rededor de 13 Péndulos de Foucault relevantes, en la universidad de vigo contamos con uno de ellos, y está situado en el vestíbulo de la Facultad de Ciencias de Ourense.
En otra entrada de esta misma web se propone otro experimento también muy visual para explicar un concepto abstracto y de difícil comprensión como son las corrientes parásitas. Es un concepto muy interesante y muy utilizado en aplicaciones reales donde los sistemas mecánicos tienen grandes limitaciones, como son sistemas de frenado para alta velocidad o para vehículos muy pesados con una alta inercia.