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Inducción Electromagnética - Campos rotantes - Módulo XXXII
Una de las aplicaciones tecnológicas más usuales de la energía eléctrica es la producción de trabajo mecánico, por medio de los motores.

En este trabajo haremos funcionar un motor experimental que trabaja por la interacción entre un campo magnético rotante y las corrientes inducidas por éste en un cuerpo conductor que puede girar sobre un eje.

 
Materiales
 
 
Operaciones
 
  • Conecte el motor a la fuente, dispuesta en corriente alterna a 6V
  • Haga circular corriente. Observe el comportamiento del rotor
  • Apague la fuente y conéctela en corriente continua a 6V
  • Haga girar el rotor rápidamente, actuando sobre su eje. Hága circular corriente. Observe qué ocurre con el rotor
 
Cuestionario
 
  • ¿Qué efecto se observa al utilizar corriente alternada?
  • ¿Qué ocurre cuando el rotor está girando y hacemos circular corriente continua?
 
Referencia teórica
  Durante este trabajo de laboratorio hemos observado cómo el rotor, al circular corriente alternada por las bobinas, se pone en rotación en forma inmediata, llegando a régimen en poco tiempo. Si en cambio se encuentra en rotación, y operamos con corriente continua, el rotor se detiene en pocos segundos.

La producción y la acción de un campo rotante

Las bobinas E1 y E2 son recorridas, cuando usamos corriente alterna, por las corrientes i1 e i2, desfasadas entre sí 90º. Este desfasaje lo produce el sistema de capacitores que está en serie con una de ellas. Este mismo desfasaje se reproduce en la formación de los campos magnéticos variables respectivos.

Los componentes B1 y B2 del campo total B que se forma en el espacio comprendido por las espiras varían sinusoidalmente, pero conservándose siempre perpendiculares a los planos de las respectivas espiras.

En la figura de abajo se ha representado la variación con el tiempo de B1 y B2 durante un ciclo completo. Sobre la diagonal figura la variación de la resultante B que, con módulo constante, ha cumplido una rotación de 360º en sentido horario.

Entre las bobinas donde gira el campo B hay una jaula de forma cilíndrica de material conductor, montada sobre un eje.

El campo B, está "cortando" a las barras verticales del cilindro (ya que sus líneas de fuerza cambian continuamente de dirección) induce en ellas corrientes i perpendiculares a B y a su desplazamiento, lo que produce la aparición de fuerzas F, perpendiculares a esas corrientes y a v, es decir, produciendo una rotación en el mismo sentido en que lo hace el campo.

Cuando utilizamos corriente continua, ésta recorre una sola bobina, ya que la otra tiene en serie los capacitores, que no permiten su paso.

La bobina por la cual circula corriente produce un campo fijo B. Si el rotor está girando, aparecen en él corrientes inducidas, las que originan fuerzas que actúan en sentido contrario al del movimiento, y se portan como un freno, deteniéndolo en pocos segundos.

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INDICE DE PRACTICAS   (cada título es un hipervínculo)
Electrostática Circuitos Eléctricos Efectos Magnéticos de las Corrientes Ferromagnetismo Inducción de corrientes y aplicaciones tecnológicas
 
GUIAS DE BRICOLAGE
  En las secciones siguientes encontrarán planos e instrucciones para construir cada uno de los aparatos usados en este equipo.
 
Cargas por Fricción - Discos de Telgopor y Paño de Lana
Discos de Telgopor para determinar tipos y propiedades de las cargas electrostáticas

¿Cómo conseguir cargas por fricción y manifestar la atracción entre cargas iguales?

¿Cómo manifestar la repulsión entre cargas opuestas?

 
Electroscopio y varilla de vidrio
Electroscopio ¿Cómo detectar una acumulación de cargas?

¿Cómo averiguar si un material es realmente aislante?

¿Cómo saber si el aire está ionizado?

¿Cómo construir un Electroscopio?

 
Péndulo eléctrico
Péndulo eléctrico (sin médula de sauco)

 

¿Cómo manifestar visiblemente la inducción y atracción electrostática?

¿Cómo manifestar el reacomodamiento de cargas en un conductor?

¿Cómo construir un péndulo eléctrico?

 
Electróforo de Volta, Plancha de Telgopor y Paño de Lana
Electróforo de Volta, Plancha de Telgopor y Paño de Lana

 

¿Cómo producir y almacenar cargas eléctricas?

¿Cómo construir un Electróforo de Volta?

 
Molinete eléctrico
Molinete Electrostático

 

¿Cómo manifestar el efecto de las puntas?

¿Cómo construir un Molinete eléctrico?

 
Jaula de Faraday
Jaula de Faraday

 

¿Cómo es el campo eléctrico dentro del espacio rodeado por un conductor?

¿Cómo anular un campo eléctrico?

¿Cómo construir una Jaula de Faraday?

 
Condensador plano (una versión moderna de la botella de Leyden)
Condensador Plano (la versión moderna de la botella de Leyden) ¿Cómo almacenar cargas eléctricas?

¿Cómo construir una botella de Leyden? ¿Cómo hacer lo mismo ocupando menos espacio?

 
Ping Pong eléctrico
Ping Pong Electrostático (modelo de transporte discreto de cargas)

 

¿Cómo visualizar el flujo de cargas?

¿Qué es una corriente?

¿Cómo construir un Ping Pong eléctrico?
(una demostración interesante del transporte discreto de cargas)

 
Circuitos eléctricos
Circuitos eléctricos básico en corriente continua y alterna ¿Cómo construir fácilmente circuitos eléctricos?
Hay que fabricar:

Multímetro: no hay más remedio que comprarlo hecho

 
Interacción entre corrientes de diferentes configuraciones geométricas
Soporte polifuncional para estudiar interacción entre corrientes con distintas config.ciones geométricas

 

¿Cómo construir un conjunto para estudiar las interacciones entre diferentes corrientes eléctricas?

Juego de conductores y bobinas para estudiar fuerzas magnéticas entre corrientes

 
Minibrújula Colgante

 

¿Cómo construir una minibrújula?

 
Espectro de Corrientes Rectilíneas
Espectro magnético de una corriente rectilínea

 

¿Cómo conseguir el espectro de una corriente rectilínea?

 
Espectro de Corrientes Circulares
Espectro magnético de una corriente circular

 

¿Cómo conseguir el espectro de una corriente circular?

 
Espectro de Bobinas planas dobles (tipo Helmholtz y de campos enfrentados)
Espectro magnético de dos bobinas en config.ción de Helmholz Espectro magnético de dos bobinas planas con corrientes circulando en sentidos contrarios

 

¿Cómo conseguir el espectro de un par de bobinas planas?

 
Espectro de un Solenoide
Espectro magnético de un solenoide

 

¿Cómo construir un Solenoide?

 
Espectro de un Solenoide Toroidal
Espectro magnético de un toroide

 

¿Cómo construir un solenoide toroidal?

 
Espectro de un Imán Permanente
Espectro magnético de un imán plano (nótese la similitud con el espectro de una bobina plana)

 

¿Cómo conseguir el espectro de un imán permanente?

 
Transformador
Transformador con núcleo móvil

 

¿Cómo construir un transformador de acoplamiento variable?

 
Levitador Magnético
Levitador magnético (transformador con secundario/s móviles en cortocircuito)

 

¿Cómo construir un Levitador Magnético?

 
Motor de inducción
Motor de inducción con campo rotante y Jaula de Ardilla

 

¿Cómo construir un motor de inducción? (sin escobillas)

 
Autoría
  Ing. Agustín J. Frascino - Córdoba - Argentina Las guías constructivas y de trabajos prácticos aquí presentadas fueron creadas por el Ing. Agustín J. Frascino (QEPD 15-II-08) con la ayuda del Ing. Sergio San Román con el objeto de fomentar el trabajo experimental en la Enseñanza de la Física, aún en los casos en que la escasez de recursos económicos parecerían forzar a docentes y alumnos a contentarse con clases de tiza y pizarrón.

Para quienes decidan armar algunos de los aparatos aquí propuestos, nos permitimos recordarles que bajo costo no significa baja calidad o montaje descuidado. Recomendamos trabajar con prolijidad, respetando las dimensiones y materiales indicados. Los resultados serán a menudo sorprendentes, y en el camino se habrá aprendido algo más que Física.

Estas guías pueden reproducirse libre y gratuitamente, con la sola condición de mencionar su procedencia y autoría.

 
Temas relacionados
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