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Idarrga & Arango (2013)

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Freno Electromagnético: Prototipo para Experimentación
Julián A. IDARRAGA, Sebastián ARANGO
Facultad IEE; Universidad Pontificia Bolivariana, Cir. 1 #70-01, Medellín, Colombia.
julianandresidarrag@hotmail.com
Resumen: Se presenta un prototipo de freno electromagnético para experimentación, cuyo principio de
funcionamiento son las fuerzas que un campomagnético uniforme ejerce sobre las corrientes parásitas inducidas por
el movimiento del péndulo metálico dentro de dicho campo magnético, según la Ley de Inducción Electromagnética
de Faraday - Henry. Este prototipo fue diseñado y construido con la finalidad de proporcionar un equipo con el cual
se pueda analizar la influencia de las diferentes variables involucradas. Copyright © 2013 UPBPalabras clave: Flujo magnético, Corrientes parásitas, freno.
Abstract: Presents a prototype of electromagnetic brake for experimentation, wich principle of operation are the
forces that a uniform magnetic field exerts on the eddy currents induced by the metal pendulum motion within that
magnetic field, according to the Law of Electromagnetic induction of Faraday - Henry. This prototype was designedand built in order to provide equipment with which to analyze the influence of the different variables involved
Keywords: Magnetic flux, Eddy currents, brake.

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Universidad Pontificia Bolivariana

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1. INTRODUCCIÓN

Los frenos electromagnéticos tienen una importancia practica en
la ingeniería, una de sus aplicaciones mas importantes es elfrenado de grandes sistemas como los trenes de alta velocidad
(Maglet), evitando el desgaste entre piezas dado que no hay
contacto físico entre las partes que conforman el sistema de
frenado, otra aplicación es su uso en sistemas de alta precisión
como las balanzas de inducción. Con la finalidad de que el
estudiante pueda experimentar y apropiarse del fenómeno de los
frenoselectromagnéticos, generar comprensiones y nuevos usos
se presenta un prototipo para experimentación diseñado y
construido por estudiantes de ingeniería electrónica de la
Universidad Pontificia Bolivariana.
Uno de los valores agregados de este prototipo y que lo
diferencia de los prototipos de frenos electromagnéticos que se
encuentran en el mercado es que permite el control, la
visualización y la mediciónde las variables involucradas en el
fenómeno en estudio. Para efectos de hacer una aproximación
teórica del experimento se integran dos bases teóricas. Por un
lado la Ley de Inducción Electromagnética de Faraday-Henry, y
por otro lado el modelo físico para analizar la dinámica de la
pieza básica del freno que es un péndulo físico amortiguado. A
continuación se describe de manera sucinta elproceso de diseño,
pruebas y construcción del prototipo final. Posteriormente se
describe el prototipo final que consta de tres grandes bloques
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donde se destacan la parte eléctrica, la parte mecánica y la parte
electrónica de control, visualización y medición. Las pruebas,
ensayos y posterior análisis de resultados de este prototipo final
permiten presentar para su uso, unequipo de experimentación
modular que permite la variación de los siguientes parámetros:
forma geométrica, tipo de material, intensidad del campo
magnético, ángulo de salida del péndulo y concluir sobre su
influencia en el tiempo de frenado. En la sección dos se hablará
del freno por inducción electromagnética, en la tres sobre el
diseño y construcción del prototipo de freno electromagnético yfinalmente en la cuatro del prototipo final del freno
electromagnético.
2. FRENO POR INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
El descubrimiento, debido a Hans Christian Oersted, de que una
corriente eléctrica produce un campo magnético estimuló la
imaginación de los físicos de la época y multiplicó el número de
experimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad
y el magnetismo. En ese...