Levitación Magnética

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
CENTRO REGIONAL DE COCLÉ
FACULTAD DE ING. ELÉCTRICA

ASIGNATURA
ELETRONICA DE POTENCIA

TEMA:
LA LEVITACIÓN MAGNÉTICA

Profesor:
José Concepción

Elaborado por:
Arnulfo Ortega 2-709-2017

Fecha:
8 de Abril de 2013





INTRODUCCIÓN

La levitación de un objeto tiende a ser conocido como un tema de magia, donde su verdadera forma de sery definición es desconocida.
En este trabajo daremos un pequeño vistazo al mundo de la levitación magnética, del concepto de algo tan simple como la atracción y repulsión de dos imanes se verá los avances que se han logrado y despierta la curiosidad por las cosas que se pueden llegar a hacer con este fenómeno.
Además de estimular nuestra imaginación, el fenómeno de la levitación magnéticatiene gran trascendencia en el campo de la tecnología.

LEVITACIÓN MAGNÉTICA


Llamamos “levitación magnética” al fenómeno por el cual un dado material puede, literalmente, levitar gracias a la repulsión existente entre los polos iguales de dos imanes o bien debido a lo que se conoce como “Efecto Meissner”. La superconductividad es una característica de algunos compuestos, los cuales, por debajode una cierta temperatura crítica, no oponen resistencia al paso de la corriente; es decir: son materiales que pueden alcanzar una resistencia nula. En estas condiciones de temperatura no solamente son capaces de transportar energía eléctrica sin ningún tipo de pérdidas, sino que además poseen la propiedad de rechazar las líneas de un campo magnético aplicado. Se denomina “Efecto Meissner” a estacapacidad de los superconductores de rechazar un campo magnético que intente penetrar en su interior; de manera que si acercamos un imán a un superconductor, se genera una fuerza magnética de repulsión la cual es capaz de contrarrestar el peso del imán produciendo así la levitación del mismo.

Por ejemplo, en la Figura 1 mostramos un imán flotando sobre otro por repulsión (caso I) y otrosuspendido por atracción (caso II). En el caso I la situación es inestable lateralmente. Ante la mínima perturbación los imanes se dan la vuelta y se quedan pegados. En el caso II la inestabilidad es vertical. El imán suspendido acabará cayendo o siendo atraído por el superior. Pues bien, los trenes de levitación magnética y el prototipo que sugeríamos antes, soslayan este problema mediante larealimentación electrónica. Es como si en nuestro modelo sencillo (Figura 1) hubiera un detector de movimiento del imán flotante, que hiciera mover al otro para compensar las perturbaciones.

Figura 1.
Líneas de campo magnético para dos imanes que se repelen (I) o se atraen (II).








La figura 2 representa un pequeño imán levitado sobre un disco superconductor. Debe notarse que el sistemaes lateralmente inestable. Cuando sacamos el imán de la posición central se acabará cayendo por los extremos.
Sin embargo, basta doblar los bordes del superconductor para que el sistema sea estable. Esto se ha representado en la Figura 3 y corresponde precisamente al primer experimento de levitación publicado (A floating magnet, V. Arkadiev, Nature 160, p330, 1947).
Figura 2.
Un pequeñoimán flota inestable sobre un disco superconductor.

Figura 3.
Un pequeño imán flota estable sobre un cuenco superconductor.


Principio de levitación magnética en un tren maglev
La levitación en un tren maglev, se consigue mediante la interacción de campos magnéticos que dan lugar a fuerzas de atracción o repulsión, dependiendo del diseño del vehículo, es decir, según si el trenutilice un sistema EMS (electromagnetic suspension o suspensión electromagnética) o EDS (electrdynamic suspension o suspensión electrodinámica). La principal diferencia entre un sistema EMS y un EDS es que en el primero la levitación del tren es producida por la atracción entre las bobinas colocadas en el vehículo y la vía, y en el segundo se consigue la levitación gracias a fuerzas de...