Divulgación y enseñanza de la ciencia

“Diversión en movimiento con electrodinámica”

  • Categoría: Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)
  • Área de participación: Divulgación y enseñanza de la ciencia
  • Asesor: ROSALIA ORNELAS ENRÍQUEZ
  • Autor: NATALIA ROMINA NARANJO ALDANA ()

Resumen

Debido a que el aprovechamiento se refiere a hacer uso de recursos para producir energía, decidimos intentar hacer un motor homopolar. Un motor homopolar es probablemente el motor más simple que se puede hacer. Sólo necesitamos pocos materiales fáciles de conseguir y es muy fácil de construir. Los motores homopolares no son motores útiles en nada sino en experimentos científicos, pero sí demuestran algunas cosas interesantes y son muy divertidos al funcionar. También nos sirven como una útil introducción a la electricidad y el electromagnetismo.

Vamos a intentar que mi exposición este tan simple como sea posible, porque el electromagnetismo es difícil de explicar. Básicamente los motores homopolar demuestran algo llamado fuerza de Lorentz . Esta es una fuerza que se genera cuando la electricidad se mueve a través de un campo magnético. El alambre de cobre que utilizaremos estará conduciendo la electricidad de un extremo de la batería a la otra. A medida que se mueve a través de los imanes en el lado negativo de la batería, crea una fuerza que hace que el hilo para girar.

Pregunta de Investigación

¿Cómo aplicar la energía para mover objetos divertidos?

Planteamiento del Problema

Debido a que el electromagnetismo es difícil de explicar, cabe mencionar que el motor que se hará se llama “MOTOR HOMOPOLAR” y que funciona con una fuerza electromagnética llamada “FUERZA DE LORETZ”. Esta es una fuerza que se genera cuando la electricidad se mueve a través de un campo magnético. El alambre de  cobre  conducirá  la  electricidad  de un extremo de la batería a la otra y a media que transite a través de los imanes en el lado negativo de la batería creara una fuerza que hará que el alambre de cobre en forma de alguna figura, gire. La función del imán es la de proporcionar un campo magnético que interactúa con el campo magnético en el que se origina una corriente de rotación.

 

Antecedentes

El motor homopolar se caracteriza porque el campo magnético del imán mantiene siempre la misma polaridad (de ahí su nombre, del griego homos, igual). Es uno de los muchos motores magnéticos, el más sencillo de todos.

Si cortamos uno de los tramos del cable, por el no circulará corriente, pero sí por el otro, de manera que seguiremos teniendo giro del cable respecto del imán y nuestro motor también funcionará.

Cambiando la pila o el imán, o variando las características del cable de cobre, por ejemplo el grosor, podemos modificar la velocidad de giro.

Cabe señalar que algunos de los motores que realizamos se calentaron rápidamente. Si observamos que una batería se está calentando se debe detener el proyecto, dejando que se enfríe y retire los imanes. No es recomendable la reutilización de una batería que se sobrecalentó.

Las aplicaciones prácticas de nuestro motor están limitadas por la potencia que puede suministrar la pila pero, además de la evidente utilidad didáctica, se podría pensar en usarlo, por ejemplo, como dispositivo para mover un expositor giratorio donde no haya posibilidad de enchufar un motor convencional y no dispongamos de celdas solares.

Objetivo

Investigar que ocurre cuando las cargas eléctricas se mueven a través de un campo magnético y para conocerlo tendremos que elaborar y diseñar un motor homopolar para dar a conocer el tema y así difundir este conocimiento.

Justificación

Porque es interesante  como la energía eléctrica de la pila se junta con la energía magnética de los imanes para hacer que el alambre de cobre, al que se le puede dar forma de algún objeto o figura puede girar debido a la fuerza generada por la pila y el imán y hacer que esto resulte interesante y divertido.

Hipótesis

Si una corriente eléctrica circula a través de un cable y mueve electrones pasando por un campo magnético. Entonces este fenómeno que se genera de ambos dará una energía que moverá objetos por los que pasa dicha energía.

Método (materiales y procedimiento)

Mi interés en este tema se inició al preguntarle a mi papá cómo funcionaba el motor del carro y al explicármelo me dijo que hiciéramos el proyecto sobre el motor homopolar ya que este funciona con magnetismo y energía eléctrica.

  • Alambre de cobre-ESTE es el indicador que usamos
  • Imanes de disco de neodimio de 1/2 ” x 1 1/8″
  • Pila AA
  • Pinzas de electricista o alicates cortadores de alambre.Para hacer una bailarina
    • Modelo o plantilla
    • Papel Crepe (opcional para falda)
    • Pegamento en caliente (opcional)

Galería Método

Resultados

Al terminar este experimento logre que el motor realizara su función y esta era la de hacer girar el cable en forma de espiral. Esto me llevo bastante tiempo ya que primero utilice imanes normales y con estos no funcionaba hasta que se logró conseguir los imanes de neodimio que eran los indicados para que el motor homopolar funcionara.

Galería Resultados

Discusión

Existen bastantes tipos de motores eléctricos pero este motor llamado homopolar utiliza la fuerza de Lorentz en una carga eléctrica que ocurre cuando esta carga se mueve a través de un campo magnético. Esta fuerza es perpendicular a la dirección de la carga y también perpendicular a la dirección del campo magnético. Es una combinación vectorial de las dos fuerzas.

Conclusiones

Con este proyecto logre encontrar una forma que si bien no se puede utilizar con objetos grandes si podemos realizar actividades lúdicas y de creación donde nuestra imaginación puede darnos muchas formas para que este motor las haga girar



“Diversión en movimiento con electrodinámica”

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography