MOTOR HOMOPOLAR
Indice
1.- Motor Homopolar ………………………………………………………… ......3 2.- ¿Para que sirve el motor homopolar?......................................................3 3.- Aplicaciones …………………………………………………………………...3 4.- Funcionamiento del Motor Homopolar ……………………………………..4 5.- Relacion con la
física………………………………………………………...5
6.- Recomendaciones …………………………………………………………....5 7.- Conclusiones …………………………………………………………………..6 8.- Enlaces …………………………………………….…………………………...7
1.- Motor Homopolar Un motor o también denominado Generador Homopolar es un generador eléctrico de corriente continua que consta de un disco conductor que gira en un plano perpendicular a un campo magnético estático y uniforme. Una diferencia de potencial se origina entre el centro del disco y el borde, la polaridad depende del sentido de rotación y de la orientación del campo magnético. También se le conoce como generador unipolar, disco dinamo o disco de Faraday. El voltaje es generalmente bajo, del orden de unos pocos voltios en el caso de pequeños modelos para demostraciones, pero los grandes generadores para investigación pueden producir cientos de voltios, y algunos sistemas tienen múltiples generadores en serie para producir incluso más voltaje. Son poco frecuentes los que pueden generar un caudal eléctrico tremendo, algunos de ellos de mas de un millón de amperios, gracias a que los generadores homopolares pueden crearse de forma tal que tengan una resistencia interna muy pequeña El funcionamiento del motor homopolar se basa en la fuerza que aparece sobre una carga en movimiento (corriente eléctrica) al atravesar un campo magnético. Son muy sencillos de construir, tan solo hace falta una pila, un imán y un trozo de cable conductor.
2.- ¿Para que sirve el motor homopolar? Es verdad que no son muy prácticos y su utilidad es reducida. Desafortunadamente, nosotros nunca generaremos la suficiente energía para cualquier aparato electrodoméstico, sin embargo, son realmente sorprendentes a la hora de demostrar este efecto del electromagnetismo y como funcionan los motores eléctricos. Debido a que las altas corrientes fluyen a travez de la batería y hacen que esta gire muy rápido. De igual manera, el cable y la batería pueden estar muy quemantes, asi que se debe tener mucho cuidado al hacer la demostración físicamente.
3.- Aplicaciones Uno de los mayores generadores homopolares fue creado por Parker Kinetic Designs con la colaboración de Richard Marshall, William Weldon y Herb Woodson. Parker Kinetic Designs ha producido dispositivos que pueden generar 5 mega amperios. Otro gran generador monopolar fue construido por Sir Mark Oliphant en la Research School of Physical Sciences and Engineering, Australian National University. Fue capaz de almacenar hasta 500 mega julios de energía 3 y
fue utilizado como fuente de corriente para la realización de experimentos desde 1962 hasta que fue desarmado en 1986. La construcción de Oliphant era capaz de suministrar corrientes de hasta 2 mega amperios.
4.-Funcionamiento del Motor Homopolar El motor homopolar se caracteriza porque el campo magnético del imán mantiene siempre la misma polaridad (de ahí su nombre, del griego homos, igual) En el motor homopolar el imán produce un campo magnético perpendicular a la mesa. La corriente circula de forma radial desde el centro del imán hacia la superficie cilíndrica de la pila (los contactos del cable). La fuerza producida sobre la corriente (carga) que circula por el cable, será perpendicular al cable, lo que hace que se mueva la parte móvil del motor haciendo girar la espira del conductor. La Fuerza tendrá dirección hacia fuera de la página.
Imagen 1.0
5.-Relacion con la fisica Como todas las dinamos, el disco de Faraday convierte energía cinética en energía eléctrica. Esta máquina puede ser analizada utilizando la propia ley de Faraday de la inducción electromagnética. Esta ley (en su versión actual) señala que un flujo eléctrico es inducido en un circuito eléctrico cerrado cuando el flujo magnético en el interior del circuito cambia, ya sea en magnitud o dirección. Para el disco de Faraday es necesario sin embargo considerar que el circuito consta de que cada "rayo" datial del disco esté conectado al eje y el perímetro y a través de un circuito externo. La Ley de la fuerza Lorentz puede ser utilizada para explicar más fácilmente el comportamiento de esta máquina. Esta ley, descubierta 60 años después de la muerte de Faraday, señala que la fuerza de un electrón es proporcional al producto vectorial de sus vectores de velocidad y flujo magnético. En términos geométricos esto significa que la fuerza es perpendicular tanto a la velocidad (acimutal) como al campo magnético (axial), por lo que se produce en dirección radial. El movimiento radial de los electrones del disco produce una diferencia de potencial entre el centro del disco y su extremo, por lo que si se completa el circuito se producirá corriente eléctrica 6.- Recomendaciones Para la construcción del mismo, estas son las recomendaciones que se tienen que tomar en cuenta: 1.-
El cable debe ser curvo para formarlo pero el final del mismo debe tocar el terminal positivo de la bacteria y el otro deberá de estar en contacto con el imán de neodimio.
2.-
La clave es hacer un molde con el cable que permita un balance propio, ya que si no está balanceado esto podría hacer caer muy pronto a la batería al momento de girar.
3.-
Se recomienda tener bastante cuidado con el motor homopolar DIY ya que el metal y la batería podrían volverse demasiado calientes.
4.-
El imán de neodimio es el más fuerte en el mundo por ello que se usa y aplica bastante para este tipo de experimentos. La fuerza del imán hace que el cable gire mucho más rápido, por ende si se usa una batería AA para hacer un motor homopolar lo ideal sería usar 12mm diámetro X 6mm de diámetro de un imán de neodimio.
7.- Conclusiones Un motor homopolar es un motor eléctrico que se basa en la fuerza de Lorentz para transformar la energía eléctrica en movimiento. La fuerza de Lorentz es la fuerza que experimenta una carga a su paso por un campo electromagnético. En la imagen se puede observar la situación más simple: una carga (Q) moviéndose a velocidad constante (v) por un campo magnético constante (B) producido por un imán. La fuerza resultante viene del producto vectorial de la velocidad de la carga por el campo magnético, por lo que ésta es perpendicular tanto a la velocidad como al campo. Debido a esto, si la carga llevase la misma dirección que el campo magnético, la fuerza de Lorentz sería nula.
Imagen 1.1
Dicho en otras palabras, el campo magnético lleva la dirección del eje axial de la pila y el imán, mientras que la corriente fluye de forma radial desde el centro del imán hacia la superficie cilíndrica, donde el alambre hace contacto. Por lo tanto, la fuerza (que es perpendicular a las dos direcciones anteriores) es circular y hace que se mueva la pieza móvil.
8.- Bibliografía Enlaces: Diccionario Encarta-Traducción https://www.youtube.com/watch?v=-DlEHfpjxCg http://blog.first4magnets.com/what-is-a-homopolar-motor-and-how-does-one-work/ http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Homopolar http://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/IMAGENES/motor-homopolar.jpg http://www.areatecnologia.com/electricidad/motor-homopolar.html https://www.youtube.com/watch?v=6qS_APf3f9s https://www.youtube.com/watch?v=qrshoHugFI8 http://hipermegared.net/2010/04/13/ http://hipermegared.net/images/fuerza-lorentz.png
