Las fuerzas de Lorentz en el bucle se cancelan mutuamente así que, ¿cómo funcionan los frenos de corrientes de Foucault?

4

Tomemos el ejemplo del péndulo. Cuando pasa a través del campo magnético, se inducen corrientes de Foucault. Esas corrientes fluyen en círculos y ahora, con la presencia de la corriente y el campo magnético, las fuerzas de lorentz se crean contra el péndulo.

Sin embargo, si la corriente fluye a través de un bucle, las fuerzas se cancelan entre sí debido a la simetría del círculo. Entiendo que lo mismo no se aplica al torque y creo que esa es la clave de la explicación. E incluso si tengo razón y ese es realmente el caso, una respuesta detallada ayudaría a otros que estudian sobre corrientes de Foucault a comprender cómo las fuerzas realmente detienen el péndulo.

Además, ¿qué pasaría si el péndulo fuera superconductor?

    
pregunta John Katsantas

3 respuestas

8

Imagina que tu placa metálica es mucho más pequeña, tan pequeña que se encuentra en un campo magnético uniforme cuando se mueve entre los polos. Luego, se genera una tensión constante entre los bordes superior e inferior de la placa, como en un generador. No hay corriente tan pronto como los electrones en el metal se hayan acumulado hacia arriba o hacia abajo. La corriente de Foucault es el resultado de la falta de uniformidad del campo magnético (diferentes voltajes inducidos generan una corriente de equilibrio que es horizontal y deja espacio para que los nuevos electrones se acumulen verticalmente), ese es el Eddy.

Pero tu foto está mal. La corriente de equilibrio no es un solo círculo, pero dos y sus centros residen en los bordes del imán. Vea la siguiente imagen de Wikipedia de "Frenado por corrientes de Foucault"

Hayunacorrientecontinuaenelmetalquecausaladisipación,peroaparentementetodavíanodeberíahaberningunarazónparafrenarporquelosdosremolinosfuncionancomoimaneseléctricosqueempujanlaplacahacialospolosyesemovimientoseevitamecánicamente.

Laexistenciadesupreguntainsinúaquenoquiereescucharnadasobrelaenergía;quiereverlasfuerzasquevecomolasrazonesprimariasbásicasparaelfrenadoytambiénparalallamadaenergíaquesolovecomounaartificial.(=solocalculado)resultado.

Esteestumayorerror.Lafuerzaescausadaporelcambiodelaenergíadelcampo,laenergíanoescausadaporlafuerza.Sienalgúnlugarunmovimientocausaladisipacióndelaenergía,entoncesesemovimientonecesitaenergíaydebeserproducidoporeltrabajo.Lafuerzaapareceentaldirecciónqueseharáeltrabajo.Enestecasovemoslafrenada.

Anexoalaplacasuperconductora:VerlaimagenDejequeelplatoacabadellegarporlaizquierda.HegiradolasiguienteimagenahorizontalparamantenerlasdireccionesigualquelaimagendeWikipedia:

La corriente de Foucault es decir, se ha generado. La curret está en el lado derecho de nuestro plato, lo mismo que en la imagen. La corriente hacia atrás llena el lado izquierdo. Entonces, ¿qué se causa al campo magnético? Se ha cancelado dentro del plato. La curret sin pérdidas ha crecido solo en las medidas que cancelan el campo magnético. No hay más efecto disponible. Debido a que el volumen total del campo magnético ha disminuido, su energía total ha disminuido. Este tipo de cambio de energía de campo total es atractivo, por lo que la placa se aspira al espacio entre los polos magnéticos. Eso, por supuesto, aumenta la velocidad de nuestro péndulo y ese aumento de velocidad ayuda a que el péndulo salga del agujero, cuando el imán trata de succionarlo.

Conclusión: Un péndulo superconductor obtendrá un impulso de velocidad cuando ingrese a la ranura entre los polos. Ese aumento de velocidad se pierde cuando el péndulo supera la posición media. No se produce ninguna aceleración o frenada permanente. Piense en una bola que rueda sobre un hoyuelo suave.

    
respondido por el user287001
3

"las fuerzas se anulan entre sí debido a la simetría del círculo" y creo que aquí es donde tu comprensión está apagada. Solo es cierto si el círculo completo está en el mismo campo magnético.

En su lugar, recuerda que la corriente se induce donde el campo magnético está cambiando.

Entonces, (refiriéndose a su diagrama) donde el conductor está ingresando al campo, se induce una corriente que fluye hacia abajo. Y la fuerza ejercida es hacia atrás, es decir, retardando el péndulo. (Como debe ser de conservación de energía).

Y cuando el conductor abandona el campo, la corriente inducida es ascendente, porque la dirección del cambio en el flujo se ha invertido. Así que la fuerza ejercida sigue siendo hacia atrás, es decir, de nuevo retrasando el péndulo. (Conservación de energía de nuevo).

Así que las fuerzas se suman, pero debido a la inversión (dejando el campo en lugar de ingresarlo) no suman 0, suman dos veces la fuerza individual.

    
respondido por el Brian Drummond
2

La corriente de Foucault encuentra una resistencia y calienta el péndulo, esta energía debe provenir de algún lugar.

La corriente inducida por el propio campo magnético crea un campo magnético, que no coincide con el campo del imán permanente (es más débil debido a las pérdidas resistivas y también tiene una forma diferente porque la corriente no puede cruzar el borde de el péndulo), que es de donde viene la acción de frenado.

    
respondido por el Simon Richter

Lea otras preguntas en las etiquetas