Freno electromagnético
El trabajo consiste en construir un péndulo que pase entre dos electroimanes al oscilar,
pudiéndose sustituir su extremo por materiales conductores y no conductores.
Al atravesar el campo magnético con velocidad los materiales conductores, aparecerá sobre estos
una Fuerza de Lorentz que se opondrá al movimiento y que frenará rápidamente la oscilación.
Enlace al guión de laboratorio.
Material
- Dos bobinas de 400 vueltas y sus núcleos de hierro. |
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Es conveniente utilizar una buena fuente de alimentación para que de suficiente corriente a los dos electroimanes. |
Comentarios a la preparación del montaje
El principal requisito es que el péndulo oscile en un plano, sin oscilaciones laterales, para que pase entre las
dos bobinas sin chocar con ellas.
Hay que sujetar firmemente los electroimanes, tienden a unirse y cerrar la ranura por la que pasa el péndulo.
Para acoplar en el extremo inferior las láminas de hierro, cobre o plástico es útil preparar un tornillo pasante con tuerca.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Crear un campo magnético uniforme entre dos electroimanes.
- Observar la aparición de la Fuerza de Lorentz frenando un conductor que atraviesa un campo magnético con velocidad.
- Valorar las transformaciones de la energía cuando el péndulo se ve frenado.
Este experimento asocia un sistema físico real al frecuente ejercicio de un conductor que atraviesa un campo magnético con una velocidad.
Hay que hacer ver que el mismo fenómeno se da cuando una espira gira en el campo magnético de un alternador o una dinamo y que, por tanto,
la espira se frenará de la misma manera cuando esté generando corriente.
Es importante hacer ver el papel de la conservación de la energía en estos sistemas: si parte de la energía se la lleva la corriente eléctrica,
debe disminuir la energía mecánica y, por tanto, aparecerá una fuerza que haga un trabajo en contra de la energía mecánica.
 Montaje completo con fuente de alimentación y brújula |
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 Sistema con los electroimanes activados |
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 Montaje del péndulo |
 Placas de diferentes materiales |
Oscilación sin campo magnético y con él.
Oscilación sin campo magnético y con él.
