DIVISIÓN ACADÉMICA DE ITI-IET Práctica: Freno magnético. Introducción: El frenado magnético es un efecto que se presenta al mover un imán o electroimán cerca de un metal no conductor, tal como aluminio o cobre. El resultado es que el movimiento del imán se ve frenado. Esto se aprovecha, por ejemplo, para frenar a las montañas rusas al final de su trayectoria. [1] Descripción El freno magnético está basado en la ley de Faraday. Ésta nos dice que cuando el flujo del campo magnético a través de una superficie cambia con el tiempo, bien porque el campo magnético cambia, porque lo hace la superficie o la posición relativa de ambos, surge una fuerza electromotriz inducida. Dicha Fuerza electromotriz hace que aparezca una corriente que se denomina corriente inducida. Por otro lado, también es conocido que, cuando una carga o un conjunto de cargas, que dan lugar a una corriente, atraviesan una zona del espacio en al que existe un campo magnético, sobre las cargas que se están moviendo aparece una fuerza magnética que comienza a actuar sobre dichas cargas. En el caso del freno magnético, la masa conductora es un disco de aluminio que gira de modo que en cada instante hay una porción del disco atravesando una zona donde existe un campo magnético perpendicular al plano del disco, que en nuestro caso es generado por dos imanes permanentes. Como la superficie del disco que atraviesa la zona del espacio donde está actuado el campo magnético está cambiando con el tiempo, se produce la aparición de unas corrientes parásitas en el disco de aluminio. Las corrientes que aparecen se encuentran con la presencia del campo magnético generado por los electroimanes, de modo que aparece una fuerza de carácter magnético que, en esta ocasión, lo que hace es oponerse a la rotación del disco, frenándolo. Este es el principio físico en el que se basan todos los frenos electromagnéticos existentes en el mercado [2]. Objetivo general: Observar y analizar en una aplicación práctica cómo se ejerce una fuerza sobre las cargas en movimiento por la presencia de un campo magnético: “Ley de Faraday”. Objetivos particulares: Construir un prototipo de un disco de aluminio giratorio, movido por un motor de CD y frenado por un par de imanes permanentes. Desarrollo Se presente a continuación un esquema general del prototipo, Figura 1.1. En la figura los imanes se muestran fijos y a una distancia del disco giratorio; sin embargo, se recomienda que los imanes puedan moverse; para tener la facilidad de acercarlo y alejarlo del disco. Figura 1. 1: Esquema del prototipo. Existen diversos proyectos en la web en los que se puede apoyar para la construcción de este prototipo [3]. Material • • • • Motor de VCD de 5,12, o 24 VCD Disco de aluminio Base aislante (madera) Imanes preferentemente de neodimio El reporte de esta práctica deberá estar sustentado sobre la parte teórica del funcionamiento de frenado magnético; además de reportar la construcción del prototipo y el funcionamiento del mismo. Las conclusiones del reporte deberán ser individuales. Referencias [1] http://lacienciarecreativa.blogspot.mx/2014/02/frenado-magnetico.html [2] https://www.ucm.es/data/cont/docs/76-2013-07-11-25_Magnetic_brake.pdf [3] https://www.youtube.com/watch?v=H9y0b3ZJPb4 [4] https://www.youtube.com/watch?v=kZqfJ-09hXg
