Cómo es qué funciona un motor homopolar

Los imanes permanentes de neodimio (Nd_2Fe_14B) son la base para hacer motores homopolares, que son muy atractivos para el público en general. Sin embargo, estos motores apenas si son explicados correctamente por las diferentes fuentes.

H. k. Wong, de la Universidad China de Hong-Kong apela a la tercera ley de Newton para darnos una explicación más completa de los diferentes motores homopolares.

Hay varias configuraciones de motores homopolares, como se pueden ver en la figura. Wong nos explica que la corriente fluye a través del imán, entre los dos puntos de contacto, experimentando una fuerza producida por el campo magnético que lo mueve. Sin embargo, la rotación de un componente no puede ser debida a esta fuerza. De hecho, la fuerza magnética de esta corriente debe estar asociada con la fuerza de reacción ejercida por la corriente en el imán. Siendo este par acción/reacción fuerza internas dentro del imán, no pueden causar un cambio de movimiento en el iman.



La rotación del imán debe ser ocasionada por el circuito externo. El circuito se localiza en el campo mangético del imán. Pero como el campo del disco magnético decae rapidamente con la distancia, necesitamos considera solamente las partes del circuito externo cercanas a los puntos de contacto con el imán.

En la figura inferior se muestarn dos de los muchos modos que se pueden tner en contacto el alambre con el imán del motor homopolar. En estos ejemplos el alambres esta en reposo, mientras el imán iman rota. Para el caso (a), se considrera el punto marcado en rojo cerca del punto de contacto. En tan punto el campo magnético esta en dirección hacia abajo.
Debido a que el campo magnetico apunta hacia bajo, la corriente I experimenta una fuerza F_I com o se meustra en la figura. De acuerdo con la tercera ley de Newton, la corriente ejerce uan fuerza de reccción sobre el imán, la cual se etiqueta como F_m. Entonces el iman experimenta una torca que prouce la rotacion en sentido horario (visto desde arriba). El caso de (b) es similar, la corriente en el punto rojo jerce una fuerza de raccion F_m sobre la parte del magneto cerca del punto rojo.

Es muy instructuvo pedir a los estudiantes pedirles una explicación de estos motores en base a campos magnetico y leyes de Newton. 




Fuente:

ResearchBlogging.org Wong, H. (2009). Motional Mechanisms of Homopolar Motors & Rollers The Physics Teacher, 47 (7) DOI: 10.1119/1.3225512





Enlaces de relacionados:
1) Motor homopolar que funciona con un corazón de alambre de cobre

2) Motores homopolares.




3 comentarios:

  1. Muy interesante el post, queda muy claro como funcionan estos motores.

    Me gustaría mostraros este, es el mas pequeño que he visto hasta ahora:

    http://www.youtube.com/watch?v=F4fI0MAu1Vs

    Espero que les guste. Saludos

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    1. Excelente video, Raul. Gracias por tu contribución :)

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  2. Anónimo1:34 a. m.

    ejemplos de aparatos o dispositivos que funcionen con motor homopolar

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