Un motor homopolar, es un motor eléctrico que se caracteriza porque tiene un campo magnético en el eje de rotación que es perpendicular a la corriente eléctrica que pasa a través de este. El término "homopolar" hace referencia al hecho de que a diferencia de los motores DC, no requiere de un mecanismo mecánico que intercambie la polaridad del bobinado del rotor mientras gira.

Materiales & Equipos

  • Imanes cilíndricos de neodimio
  • Barra metálica
  • Soporte con caminos metálicos
  • Fuente de voltaje / batería

Descripción del experimento

En el experimento se emplea una plataforma con dos rieles metálicos paralelos a los que se conectan las terminales de una fuente de voltaje. Sobre los rieles se pone un eje conformado por dos imanes de neodimio, separados por un eje metálico.

 

Para hacer funcionar el motor, se pone el eje en contacto con los rieles metálicos como se muestra en la figura. Al realizar el experimento se observa que según la orientación de los polos de los imanes, el eje se mueve en una dirección o permanece en reposo (ver video).

Cuando se ponen los imanes en la configuración mostrada en la siguiente figura, en donde los polos norte quedan enfrentados, se observa que el eje se mueve a lo largo de los carrilles metálicos en la dirección indicada.

 

Para explicar lo observado en el experimento, es necesario identificar la forma del campo magnético generado por los imanes. En la siguiente figura se pone el eje en una placa de acrílico con pequeños espacios en donde hay pedazos de metal, que funcionan como pequeñas brújulas, que indican la dirección del campo. Para la configuración N - eje - N se observa que en la región del eje metálico las líneas de campo salen de forma radial.

 

Por otro lado, los rieles y el eje forman un circuito eléctrico que permite que haya corriente eléctrica fluyendo a través del eje. En la figura también se presenta un corte del eje, que permite observar que la corriente eléctrica es perpendicular al campo magnético. Al ser perpendiculares generan una fuerza (fuerza de Lorentz) que va en dirección tangencial y es responsable de la rotación del eje a lo largo de los rieles metálicos.

Si se invierten los imanes de tal forma que la configuración pasa a ser N - eje - S, se observa que el campo magnético presente en el eje metálico deja de estar en la dirección radial y es ahora paralelo a la dirección de la corriente eléctrica. Como resultado desaparece la fuerza magnética que permite que el eje se mueva.

   

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