Motor CC
24 mar, 2013
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PDFMoviendo
PRESENTACIÓN: Una espira de cobre puede girar con bajo rozamiento en torno a un eje diametral sobre el campo magnético creado por un imán cerámico. Cuando circula una corriente por la espira se crea un par mecánico cuyo momento provoca una rotación. El sentido de la rotación depende del sentido de la corriente y de la orientación del imán.
- The St. Louis Motor, Thomas B. Greenslade, Phys. Teach. 49, 424 (2011)
- Levitated Homopolar Motor, H. K. Wong, Phys. Teach. 47, 124 (2009)
INTRODUCCIÓN: El magnetismo es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades ferromagnéticas, comúnmente llamados imanes. Ejemplos: hierro, níquel, cobalto y sus aleaciones. En base a esto, podemos hablar del motor electromagnético, que consiste en un dispositivo que convierte la fuerza de reacción causada por el magnetismo en fuerza mecánica y movimiento.
OBJETIVO: Comprobar cómo a partir de un imán y una corriente podemos construir un motor.
MATERIALES: imán, alambre fino de cobre, pila 1.5 V, imperdibles, goma elástica, alicates.
MONTAJE: Enrollamos la goma elástica alrededor de la pila. Colamos los imperdibles (estirados y deformados), uno a cada lado de la pila, esto es, uno en el polo negativo y otro en el positivo. Con el hilo de cobre construimos una bobina, cuyos extremos serán posteriormente lijados con la intención de que hagan contacto con los imperdibles. Colamos dicha bobina en medio de los clips de manera que los extremos pasen por el agujero creado en ellos.
EXPLICACIÓN: Una corriente eléctrica produce un campo magnético. Este campo magnético puede ser atraído o repelido por un imán. Esta atracción o repulsión puede causar movimiento en un alambre que transporta una corriente eléctrica. Esto es lo que ocurre cuando la corriente fluye a través de la bobina de cobre, que crea un electroimán (tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente). Una cara de la bobina se convierte en un Polo Norte y el otro un Polo Sur. Un polo del imán colocado en la pila atrae al polo opuesto de la bobina y repele al otro, haciendo que la bobina gire.
CONCEPTOS: inducción, electromagnetismo, campo magnético, fuerza de Lorentz, motor eléctrico, electroimán.
MÁS INFORMACIÓN:
- WIKIPEDIA
- SLIDESHARE
- YOUTUBE 1
- YOUTUBE 2
- YOUTUBE 3
- YOUTUBE 4
- EXPLORATORIUM
- PHYSLET 1 (Observing a Charge in a Magnetic Field)
- PHYSLET 2 (A DC motor)
- PhET
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: Adrián Devesa, Silvia Diz, Sonia Fariña, Adrián Pérez
ENLACE pdf ALUMNADO:
5 responses to "Motor CC"
Cuando en YouTube lo presentan como el motor más sencillo no mienten. La verdad es que cuando se piensa en la palabra motor se piensa en algo muy complicado, con muchos componentes y que es difícil de entender como funciona pero este es más fácil imposible.
Creo que todos lo pueden hacer y manipulando se quedan los conceptos bien, no solo con leer la teoría, hay que llevarla a la práctica. Como he visto en los vídeos sirven múltiples fuentes de energía así que casi lo pueden hacer con lo que encuentren por casa.
Este vídeo también me gustó porque no hay que meter la bobina en unos ojales, si no en un gancho que es aún más fácil de montar. Aunque yo le añadiría algún sistema de fijación de los cables a la pila, ya que sostenerlo con la mano es más engorroso.
Importante añadir que hay que quitar el esmalte que cubre los extremos del cable de la bobina.
Experimento que brilla por su sencillez y multidisciplinariedad, puesto que no solo es válido para la demostración en las clases de física, si no que además puede ser reforzado en las materias de tecnología. El poder aplicar los alumnos por si mismos conocimientos de unas asignaturas a la práctica es uno de los objetivos más importantes que persigue la educación. Y una vez más vemos como con un par de materiales comunes y corrientes, los alumnos aprenden conceptos de electromagnetismo a través de la manipulación.
Para hacer motores de CC en el taller de tecnología hay varios modelos, pero todos tienen la dificultad de hacer bien las escobillas, con este modelo eso es fácil, se puede hacer en un par de clases y encima funciona casi seguro. Estupendo
Una idea sencilla y genial para explicar las relaciones entra la corriente eléctrica y el magnetismo. Del mismo modo se puede también explicar que por medio del campo magnético también se puede generar corriente eléctrica, como hacen en este vídeo. Y también se les puede explicar que de este modo funcionaría la dinamo que enciende la luz de una bicicleta, por ejemplo.
Existen otro experimentos muy visuales e impactantes del efecto electromagnético que se pueden hacer con elementos económicos. Por ejemplo, con un alambre de cobre, una pila AA y dos imanes, podemos hacer un tren de movimiento automático (levitación magnética) como el del siguiente vídeo.