Pregunta:
¿Cómo funciona este "sencillo" tren eléctrico?
noir1993
2014-12-02 22:36:00 UTC
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En este video de YouTube, se utilizan una batería de celda seca, un cable de cobre enrollado y algunos imanes (consulte la imagen a continuación) para crear lo que se puede describir como "tren". Parece fascinante, pero ¿cómo funciona este experimento?

Actualización del 8 de agosto de 2016: este problema se resolvió por completo en un artículo que se publicó en la edición de enero de 2016 de American Journal of Physics.

Enlace : Am. J. Phys. 84, 21 (2016); http://dx.doi.org/10.1119/1.4933295

Still shot from magnet train video

Es una especie de motor homopolar.Busque en Youtube este término, hay muchos experimentos divertidos con cables e imanes.
Guau.Creé una cuenta para preguntar esto;)
Si lo hubiera pedido, habría requerido que alguien lo hiciera por sí mismo para verificar que funcionaba.La USPTO ha otorgado patentes sobre la unidad warp y las máquinas del tiempo basadas en la teoría.
One responder:
John Rennie
2014-12-02 22:56:52 UTC
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Ese es un buen video - buen hallazgo :-)

Si pasa una corriente a través de una bobina; genera un campo magnético dentro de la bobina como este:

Coil

( Imagen del sitio Hyperphysics.)

Si las líneas de campo son exactamente paralelas, una barra magnética no sentirá ninguna fuerza neta. Sin embargo, en los extremos de la bobina, donde las líneas de campo divergen, un imán de barra se introducirá en la bobina o se sacará de la bobina dependiendo de la forma en que lo inserte.

El truco en el El video es que los imanes están hechos de un material conductor y conectan los terminales de la batería al cable de cobre, por lo que la batería, los imanes y el cable de cobre forman un circuito que genera un campo magnético justo en las proximidades de la batería. La geometría significa que los dos imanes están automáticamente en los extremos del campo magnético generado, donde el campo es divergente, por lo que se ejerce una fuerza sobre los imanes.

Los imanes se han alineado cuidadosamente para que la fuerza en ambos los imanes apuntan en la misma dirección, y el resultado es que los imanes y la batería se mueven. Pero a medida que se mueven, el campo magnético se mueve con ellos y usted obtiene un movimiento constante.

Si girara los dos imanes en los extremos de la batería, la batería y los imanes se moverían en la dirección inversa. Si moviera solo un imán, los dos imanes tirarían / ​​empujarían en direcciones opuestas y la batería no se movería.

Gracias por la explicación.¿Es la ley de fuerza de Lorentz F = q (vXB) la ecuación principal detrás de esto?
@noir1993: No, la ley de Lorentz da la fuerza sobre una carga que se mueve en un campo magnético.Este movimiento se debe a la fuerza sobre un dipolo magnético en un campo magnético no uniforme.
"genera un campo eléctrico"?¿no te refieres a "un campo magnético"?
@noir1993 La fuerza de Lorentz sería la fuerza generada en el cable por la corriente que se mueve en el campo magnético generado por el imán, que es idéntica en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza sobre el imán.En mi opinión, esta sería una forma más directa de calcular la fuerza que intentar calcular la fuerza de los dos campos magnéticos.
Después de esa edición, ¿no cambia eso el siguiente párrafo, "Si las líneas del campo son exactamente paralelas", etc.?Mi física electromagnética está bastante oxidada, pero pensé que un campo magnético ejercería una fuerza sobre un imán a lo largo de las líneas de campo, y el efecto sería más fuerte cuando las líneas de campo fueran paralelas.
Entonces, si los imanes fueran de menor diámetro que la batería, o si los imanes tuvieran una capa de aislamiento en su pared cilíndrica exterior, ¿el tren no funcionaría?
He visto gente preguntando si se trata de un motor homopolar.Estoy en la valla.
@User58220: El circuito debe completarse, así que sí.Sin embargo, puede usar imanes pequeños y agregar cilindros de metal más grandes para hacer el contacto eléctrico necesario.`CILINDRO-imanes-bateria-imanes-CILINDRO`
¿Reemplazar la bobina torcida derecha con una bobina torcida izquierda también revertiría la dirección del movimiento?
@iamnotmaynard: no, te estás confundiendo entre un dipolo y un monopolo.Un dipolo no siente fuerza neta en un campo constante.
American Journal of Physics de enero de 2016 tiene un artículo que analiza la moción: http://scitation.aip.org/content/aapt/journal/ajp/84/1/10.1119/1.4933295
Agregaré este artículo a la pregunta ...


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