Oscilación de la corriente de Foucault: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Cuando una placa conductora se mueve a través de un campo magnético, su flujo (área de la placa afectada por el campo magnético) cambia. Esto induce una corriente de Foucault, que a su vez, en combinación con el campo magnético, da vida a la fuerza de Lorentz. Esta fuerza es opuesta a la dirección de la placa y, por lo tanto, la frena.

Esto se puede demostrar usando un péndulo que balancea una placa conductora. Para ver el efecto del frenado es fundamental construir un péndulo suave. El swing libre se puede comparar con un swing sometido a un campo magnético para demostrar el efecto.

Suministros

• Tie-raps
• palo mezclador de pintura
• placa de metal no magnética, 5cm x 5cm (1x)
• Soga
• Cinta adhesiva
• cuchillo Stanley
• Pesas pequeñas, <10 g
• Soporte de retorta, abrazaderas
• Marcador

Paso 1: construcción del péndulo

Al hacer uso de piezas de LEGO Technics, como ruedas y ejes de transmisión (ver imágenes), cree una configuración en la que la rueda pueda girar libremente alrededor de su eje. Mantener la rueda fija en el eje de transmisión y girar el eje también funciona, pero esto es más propenso a la fricción, lo que ralentizará la oscilación.

Use pegamento caliente para pegar una tabla de madera corta a la rueda LEGO. El uso de una tabla ofrece un swing con poca desviación, así que trate de evitar el uso de palos de madera. La longitud de la tabla es una elección libre, una tabla más larga se balanceará durante más tiempo pero requiere una configuración más grande. Se recomienda un mínimo de 15 cm para notar cualquier frenado significativo, de lo contrario el tiempo de giro será demasiado corto.

Use cinta adhesiva para sujetar la placa de aluminio a la tabla. No use pegamento caliente porque este paso requerirá algunas iteraciones y la cinta adhesiva es fácil de quitar.

Paso 2: colgar el péndulo

Usando el soporte de retorta en combinación con las abrazaderas, coloque el columpio a la altura correcta, de modo que la placa no toque el soporte cuando se balancee, pero sea lo suficientemente baja para balancearse entre los imanes. Compruebe con un nivel que el eje sobre el que gira la rueda sea horizontal. Use un trozo de cuerda para sostener las abrazaderas si no están perfectamente horizontales. La mejor manera es intercalar la cuerda entre dos ataduras y luego suspender la abrazadera con la cuerda. (Ver imagen). Se pueden usar piezas adicionales de lego para estabilizar el péndulo en el soporte. La idea es conseguir un swing perfecto con una desviación mínima o nula.

Paso 3: Colocación de los imanes

Coloque los imanes en la posición de reposo del péndulo, en trayectoria de balanceo, de tal manera que no bloqueen el péndulo cuando se balancea. El punto es que el péndulo puede oscilar libremente entre el espacio que crean los dos imanes. Usando tablones pequeños y pegamento caliente para crear un valle que pueda contener los imanes. Luego, use cinta adhesiva para sujetar los imanes al "valle" para que sea fácil reposicionar los imanes si es necesario.

Para lograr el máximo efecto, asegúrese de que la distancia entre los dos imanes sea mínima pero sin tocar la placa cuando se balancea entre ellos. Se puede usar cualquier material para lograr la distancia deseada entre los dos imanes (aquí se usa goma). Tenga cuidado al acercar los imanes, ya que son muy fuertes.

Asegúrese de que los polos correctos de los imanes estén colocados uno frente al otro para que se atraigan entre sí. Si los polos norte y sur están uno frente al otro, los imanes se repelerán y la fuerza magnética será mucho más débil.

Ajuste la altura del péndulo si es necesario para que la placa quede cubierta por los dos imanes. Esto se puede hacer sujetando el punto de pivote del péndulo a una altura diferente.

Paso 4: Calibración de la configuración

Para poder mostrar los efectos de las corrientes de Foucault sobre la placa de aluminio, deje que el péndulo oscile libremente sin someterlo al campo magnético. Ahora lleve el valle del imán al soporte y coloque el péndulo entre los imanes y déjelo oscilar. Con suerte, verá que el swing se ralentiza a medida que se mueve a través de los imanes, si usó imanes particularmente fuertes, podría detenerse por completo durante su primera pasada.