motor

Motor-Generador Unipolar1
Se construye un motor-generador eléctrico unipolar que permite observar las consecuencias de los
efectos de fuerzas mecánicas, inducción de corriente y fuerzas electromotrices para así poder estudiar la
localización espacial de dichos fenómenos, con el fin de discernir cuál de las teorías existentes, una
absolutista y otra relativista, se adecuan a los hechosobservados.

I. Introducción:
Hacia 1832 Faraday desarrolló un generador
de corriente continua muy simple, conocido
posteriormente con el nombre de Disco de
Faraday (fig. 1). Esencialmente consta de un disco
metálico, (D) capaz de rotar en las proximidades
del polo de un imán permanente (M). Cuando los
extremos de un alambre conductor, que
denominaremos en adelante circuito de cierre,
(CC), seapoyan, respectivamente, sobre el eje y
la periferia del disco, una corriente continua fluye a
través del CC. Invirtiendo el sentido de la rotación,
la corriente generada cambia su sentido. Otro
tanto ocurre al cambiar el polo del imán próximo al
disco.
Los hechos observados se explican mediante

  
f L = q.( E + v × B ) ,donde


v representa la velocidad y B
el campo
magnético y E el campo eléctrico y la ley de
dφ m
inducción de Faraday ε = −
donde φ m es
dt
la fuerza de Lorentz,

flujo magnético concatenado.
Este proceso, resulta ser reversible. Es decir
que si se le inyecta una corriente entre dos puntos
cualesquiera del disco conductor (situados a
distintos radios), sus cargas comienzan a girar,
debido al torque que el campo del imán realiza
sobre lasmismas.
Sin embargo cuando imán y disco se sueldan
uno con otro (o se utiliza un imán conductor)
poniendo a ambos en rotación, se genera también
una corriente, pero la explicación del fenómeno ya
no resulta trivial. El concepto de campo conlleva
una abstracción geométrica, olvidando muchas
veces las fuentes del mismo.
Los hechos observados en ésta y otras
1,2,3
experiencias
admiten dosinterpretaciones,
irreconciliables entre sí, que dieron lugar al
establecimiento de otras escuelas en las que los
científicos se repartieron a lo largo de 170 años: la
absolutista y la relativista.

fig.1. Disco de Faraday, en rojo se detallan las líneas de campo
producidas por el imán situado debajo del disco conductor, la
polarización del disco y se esquematiza que éste, es
equivalentea una pila orientada según muestra la figura.

En éste caso cada teoría predice un
comportamiento
distinto
del
sistema
imán+conductor,
de
acuerdo
a
sus
interpretaciones sobre la ubicación del elemento
activo del sistema que causa el movimiento.
Según el punto de vista Absolutista el
fenómeno unipolar está gobernado por la rotación
absoluta del disco conductor por lo que resultairrelevante una rotación del imán en lo que se
refiere a la polarización del conductor y a la
generación de corriente.
Debido a la simetría de revolución del campo
magnético producido por el imán, un absolutista
podría argumentar que si el disco permanece en
reposo, entonces la rotación del
imán es
irrelevante debido a que

∂B
= 0 en todo punto
∂t

del conductor. Por lo tanto desdeeste punto de
vista la diferencia de potencial generada, esta
1
localizada en la polarización del disco .
En cambio, desde el punto de vista Relativista
éste se produce gracias al movimiento relativo
entre el disco conductor y el imán. Y si éste
movimiento relativo no es posible, entonces
cualquier rotación del sistema se deberá a un
tercer elemento que cumplirá el rol de ser el
elementoactivo.

Motor-Generador Unipolar- Diana López Nacir y Guillermo Pedro Acuña UBA 2002

1

De este modo ambas interpretaciones predicen
una fem de igual signo, pero difieren en lo que se
refiere a cual es el elemento que se polariza,
desde de vista absolutista es el disco quien lo
hace, en cambio desde la visión relativista es el
cable de conexión. En la figura 2 se muestran las...