Dos motores homopolares

Publicado: agosto 3, 2013 en Ciencia, Experimentos científicos caseros, Hágalo Ud. mismo
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El motor homopolar es uno de los más antiguos tipos de motores eléctricos. Se caracterizan porque el campo magnético del imán mantiene siempre la misma polaridad (de ahí su nombre, del griego homos, igual), de modo que, cuando una corriente eléctrica atraviesa el campo magnético, aparece una fuerza que hace girar los elementos no fijados mecánicamente.

Esquema del motor, con las direcciones del campo magnético, de la corriente (se mueven las cargas negativas) y de la fuerza. A la derecha se muestra una vista superior suponiendo que la pila es transparente. Los círculos con un punto en el centro indican que el sentido de los vectores es hacia fuera  del papel, y con una cruz indican que el sentido es hacia dentro del papel.

Esquema del motor, con las direcciones del campo magnético, de la corriente (se mueven las cargas negativas) y de la fuerza. A la derecha se muestra una vista superior suponiendo que la pila es transparente. Los círculos con un punto en el centro indican que el sentido de los vectores es hacia fuera
del papel, y con una cruz indican que el sentido es hacia dentro del papel

El funcionamiento se basa en la fuerza que aparece sobre una carga en movimiento al atravesar un campo magnético (ver figura). Las líneas de fuerza del campo magnético del imán son verticales, perpendiculares a la mesa. La pila forma, con el cable y el  imán, un circuito eléctrico por el que circula una corriente cuando el bucle inferior del cable hace contacto con el imán. Dicha corriente es siempre ortogonal al campo magnético, lo que da lugar a un torque sobre el cable respecto del imán, que es el eje de giro. Da igual que las dos ramas del cable se enrollen en el mismo sentido o en sentidos opuestos, puesto que la corriente llevará siempre dirección radial en el imán.


De hecho, ni siquiera hace falta bucle alrededor del imán, basta con que haya contacto cable-imán. Cuanto mejor sea este contacto, mayor será la corriente y podremos llegar a apreciar un notable calentamiento del cable debido al efecto Joule. Las orientaciones del imán o la pila no son relevantes, pues si se invierte la polaridad de alguno de ellos el giro sería en sentido opuesto.

Si cortamos una de las ramas del cable, por ella no circulará corriente, pero sí por la otra, de manera que seguiremos teniendo torque del cable respecto del imán y nuestro motor también funcionará.
Cambiando la pila o el imán, o variando las características del cable de cobre (grosor, geometría etc.), podemos modificar la velocidad de giro. Las aplicaciones prácticas de nuestro motor están limitadas por la potencia que puede suministrar la pila pero, además de la evidente utilidad didáctica, se podría pensar en usarlo, por ejemplo, como dispositivo para mover un expositor giratorio donde no haya posibilidad de enchufar un motor convencional y no dispongamos de células solares.

Fuente: Revista Eureka de Enseñanza y Divulgación de las Ciencias

http://www.redalyc.org/pdf/920/92040214.pdf

En este segundo video se puede ver otra configuración de motor homopolar, similar a la utilizada por Faraday en el año 1821:

 

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