Freno electromagnético

Resumen

Índice de Términos
Corrientes de Foucault, Electromagnetismo, Freno Electromagnético.
I. Nomenclatura
II. OBJETIVOS DEL PROYECTO
OBJETIVO ESPECÍFICOS
Investigar las leyes de electromagnetismo en un dispositivo de frenado.
OBJETIVOS GENERAL
Implementar un nuevo modelo de freno electromagnético.
ÁREAS DE ESTUDIO
Inducción electromagnética.
III. Introducción.
El freno electromagnético setrata de un dispositivo de frenado que está constituido por un disco conductor de aluminio que por medio de un motor. El frenado es producido por imanes que son desplazados a los lados del disco cuando está a cierta velocidad, haciendo con que baje su velocidad. Este frenado es producido por las corrientes parasitarias de Foucault, que dan lugar a dos fenómenos:
Calentamiento del disco por efectoJoule.
Frenado del disco. En realidad por la ley de Lenz, las corrientes inducidas en el disco, tendrán sentido tal de oponerse a las causas que las han generado. Dicha causa es la del movimiento del disco y por lo tanto la reacción electrodinámica, que inevitablemente nace entre las corrientes del disco y el flujo que lo involucra, da lugar a una fuerza que se opone al movimiento
IV. Marcoteórico
El freno electromagnético está basado en el aprovechamiento de las corrientes Parasitarias de Foucault y la ley de Faraday-Lenz. Este último nos dice que cuando el flujo del campo magnético a través de una superficie cambia con el tiempo, bien porque el campo magnético cambia, porque lo hace la superficie o la posición relativa de ambos, surge una fuerza electromotriz inducida.
Ԑ=-=-
DichaFuerza electromotriz hace que aparezca una corriente que se denomina corriente inducida.
Ӏ=
Cuando esta corriente inducida, no está obligada a circula por un conductor bien definido, sino que lo hace por una masa de metal de volumen no despreciable, estás corrientes reciben el nombre de corrientes parásitas o de Foucault. Cuando se coloca una pieza de metal en un campo magnético variable con eltiempo B (t), se genera un campo eléctrico que produce un movimiento de las cargas libres en el conductor metálico, generando corrientes.

Estas corrientes disipan energía en el metal en forma de calor. Daremos un ejemplo:
Cuando una pieza de metal se mueve en una región en la que existe un campo magnético no uniforme pero constante en el tiempo B (t) se generan corrientes y la energía se disipa enel conductor metálico. A causa de la disipación de la energía se produce una fuerza de frenado que disminuye la velocidad de la pieza metálica.



Efecto de frenado
Aunque la pérdida de energía útil resulta casi siempre indeseable, a veces tiene algunas aplicaciones prácticas. Una de ellas es en algunos trenes y vehículos pesados, como autocares y camiones, cuyos frenos se actúan a base de inducircorrientes de Foucault (Eddy current brake).
Durante el frenado, las llantas de metal en las ruedas están expuestas al campo magnético de un electroimán, que genera corrientes de Foucault en los núcleos y llantas de las ruedas. Las corrientes de Foucault encuentran resistencia mientras circulan a través del metal, y disipan energía en forma de calor, haciendo que las ruedas disminuyan suvelocidad. Cuanto más rápido giren las ruedas, más fuerte será el efecto, resultando que a medida que el tren disminuye su velocidad, también lo hará la fuerza de frenado, consiguiéndose un frenado suave proporcional a la velocidad de las ruedas.
Si hacemos oscilar un péndulo constituido por una placa de cobre entre los polos de un electroimán, se observará que se va frenando hasta pararse por completo,produciéndose este efecto más rápidamente cuanto mayor sea la intensidad del campo. Al tratarse de una placa de cobre, material no magnético, el frenado del péndulo no es debido a la atracción de los polos del imán.
Lo que sucede es que en la placa, al cortar el flujo entre las piezas polares, se induce una fuerza electromotriz, según predice la ley de Lenz. Como el cobre es un buen conductor y...