Motor Homopolar

Objetivos

Objetivo General:

• Entender las propiedades físicas y características del electromagnetismo aplicados a un experimento base como el motor homopolar.

Objetivos Específico

• Comprobar que el campo magnético del imán tiene una misma polaridad, en base a la corriente eléctrica aplicada.

3) Método:

Conectamos el alambre de cobre en el polo positivo de la pila y el Imán, tanto el imán como el tornillo de hierro empiezan a girar alrededor del eje, lo cual es muy fácil de visualizar ya que se ven las estrías del tornillo o del clavo de hierro que utilizamos como giran.

4) Fundamentación teórica

En física, la fuerza de Lorentz es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica. Aquí entra en juego una conocida ley de la física, descubierta por Hendrik Antoon Lorentz, un físico y matemático que llegó a ganar el Premio Nobel de Física en el año 1902. La misma enuncia que cuando una carga se mueve (tiene una velocidad) en el seno de un campo magnético, recibe una fuerza. Los electrones son justamente cargas eléctricas, y cuando una corriente circula por un conductor, esto no es más que un conjunto de cargas en movimiento. Si acercamos un imán a ese conductor, este último recibirá una fuerza. La imagen de la izquierda muestra este fenómeno, además de establecer las direcciones de los vectores campo magnético, velocidad de la carga y fuerza recibida: Los electrones circulan radialmente por el imán, y debido al campo magnético del mismo, esas cargas reciben una fuerza. Esta última genera un momento en nuestro motor homopolar, y lo hace girar. Cuando una carga eléctrica en movimiento, se desplaza en una zona donde existe un campo magnético, además de los efectos regidos por la ley de Coulomb, se ve sometida a la acción de una fuerza.

Supongamos que una carga Q, que se desplaza a una velocidad v, en el interior de un campo magnético B. Este campo genera que aparezca una fuerza F, que actúa sobre la carga Q, de manera que podemos evaluar dicha fuerza por la expresión:

Como la fuerza es el resultado de un producto vectorial, será perpendicular a los factores, es decir, a la velocidad y al campo magnético. Al ser perpendicular a la velocidad de la carga, también lo es a su trayectoria, por lo cual dicha fuerza no realiza trabajo sobre la carga, lo que supone que no hay cambio de energía cinética, o lo que es lo mismo, no cambia el módulo de la velocidad. La única acción que se origina, cuando la partícula entra en el campo magnético, es una variación de la dirección de la velocidad, manteniéndose constante el módulo. La fuerza magnética que se ejercen dos partículas en movimiento no satisface el principio de acción-reacción o tercera ley de Newton, es decir, la fuerza ejercida por la primera partícula sobre la segunda no es igual

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