Inducción
16 mar, 2013
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PDFEn un péndulo
PRESENTACIÓN: Se suspende un imán de un hilo para formar un péndulo con bajo rozamiento. Cuando se sitúa una placa metálica en las proximidades de su trayectoria se observa un frenado rápido en el movimiento pendular debido a las corrientes inducidas que aparecen en la 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)
INTRODUCCIÓN: Las corrientes de Foucault, o corrientes parasitas, son unas corrientes de inducción producidas por la variación de flujo de campo magnético sobre la superficie de un material conductor.
En este experimento se muestra como las corrientes parasitas son capaces de detener la oscilación del imán de neodimio oscilante sobre la chapa metálica, ya que el propio imán genera unas corrientes parásitas sobre la chapa que transforman su energía mecánica en calor.
OBJETIVO: Comprobar la acción de las corrientes de Foucault.
MATERIALES: imán, cuerda/alambre, plancha metálica, soporte.
MONTAJE: Comenzamos el experimento sujetando con la cuerda o en su defecto un fino alambre el imán de neodimio. Empleemos o no un soporte, para que el experimento tenga éxito, el imán debe estar muy cerca de entrar en contacto con la placa pero sin llegar a tocarlo. La placa metálica debe estar bajo el imán en la posición de reposo de éste.
EXPLICACIÓN: La explicación del experimento es muy sencilla desde el punto de vista del electromagnetismo. Cuando separamos el imán de su posición de equilibrio y lo dejamos oscilar, el campo magnético que genera cambia de posición respecto de la placa metálica que sigue fija en su posición inicial. Esto produce una variación en el número de líneas de campo que atraviesan la superficie de la placa en cada instante, lo que trae consigo una variación de flujo y la inducción de una fuerza electromotriz sobre la placa , en forma de micro corrientes circulares cerradas con una intensidad (I) dando lugar a un campo magnético que se opone al que las origina, de forma que la energía cinética y potencial que tiene el imán oscilante se pierde en forma de calor sobre el metal por causa del efecto Joule.
CONCEPTOS: Inducción, flujo, campo magnético.
MÁS 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:
5 responses to "Inducción"
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.