Practica levitacion magnetica

Desarrollada por WIllian Ramos

1. CARRO IMPULSADO POR LEVITACI

ON
MAGN

ETICA.
Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas
PR

ACTICA INTEGRAL
*
Wilmar Francisco Ramos
**
Marzo, 2009
Indice
1. Introduccion. 2
2. Objetivos. 2
3. Marco Teorico. 2
4. Materiales. 3
5. Contruccion. 4
5.1. Carro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
5.2. Rieles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
5.3. Electroimanes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
6. Montaje. 9
7. Funcionamiento. 11
8. Evaluacion 12
9. Referencias. 12
*
Asignatura del P.C. Licenciatura en Fsica.
**
Estudiante de Licenciatura en Fsica. E-mail: [email protected]
1

2. 1 Introduccion.
Una aplicacion de la teora electromagnetica se ha dado en el movimiento mecanico de
vehculos terrestres o el llamado MAGLEV
1
. Este tipo de aplicaciones ha revolucionado la
forma en que vivimos y el pensamiento del hombre, pensar en viajar por tierra a velocidades
alredodor de los 510 km/h, despreciando el rozamiento y evitando el uso de combustible
toxico, fue impensable hasta para los mismos creadores de la teora, ahora es una realidad
factible.
La siguiente es una gua de construccion y montaje de un carro cuyo movimiento se debe
a la fuerza de repulsion magnetica (Levitacion Magnetica), no se expondra la explicacion
del fenomeno ni el funcionamiento del vehculo
2
, nos limitaremos a la parte tecnica y de
precision en la construccion, la cual ya se ha realizado con anterioridad por parte del autor
3
,
con la intension de evidenciar el fenomeno y el funcionamiento a escala reducida.
Carro impulsado por levitacion magnetica.
2 Objetivos.
1. Generar interes en las aplicaciones de las teoras fsicas, particularmente en la teora
electromagnetica, motivando la construccion del proyecto y busqueda de informacion
por parte del interesado(a).
2. Elaborar la maqueta del proyecto siguiendo pasos y pautas establecidas, estando en
la capacidad de innovar de acuerdo al interes o a las necesidades presentes.
3 Marco Teorico.
Las siguientes son las palabras claves a investigar como parte mnima de la informacion
necesaria para el montaje, dena las diferencias entre cada una:
1. Iman.
2. Electroiman.
3. Fuente de voltaje.
4. Regulador de corriente.
1
Magnetic Levitationpor sus siglas en ingles.
2
El cual se hara en una sesion de clase o por parte del interesado(a)
3
Ver video de presentacion enhttp://www.phisicoizz.es.vg/practica.html
2

3. 5. Corriente Alterna (AC).
6. Corriente Directa (DC).
7. Polaridad Electrica.
8. Polaridad Magnetica.
9. Materiales Aislantes Magneticos.
4 Materiales.
Materiales Basicos.
1. Imanes
4
. Cantidad:62. Dimensiones:14mm*24mm*4mm.
2. Pegante Industrial:"SinteSolda"
5
. Contenido:14g.
3. Bistur.
4. Carton prensado. Gruesor:2.5mm. Cantidad aprox.:50cm*50cm.
5. Regla, Escuadra o cinta metrica.
6. Pegante Escolar.
7. Papel Contact. Cantidad aprox.:50cm*50cm.
8. Cinta de Enmascarar.
9. Cinta Transparente.
10. Carton Paja. Cantidad aprox.:50cm*25cm.
11. Vinilo o Tempera. Color: Deseado.
4
Lugar opcional de compra:"FERROIMANES", Cll 13 No. 21- 96 local 8, Tel:[phone]
5
Adhesivo epoxico de dos componentes:Resina y Endurecedor.
3

4. 12. Alambre Dulce de Cobre. Cantidad aprox.:4m.
13. Tornillo metalico. Cantidad:2. Dimensiones aprox.:1/2 pulgada. Longitud aprox:10cm.
14. Cinta Aistante: Color Negro y Rojo.
15. Regulador de voltaje variable. Cantidad:2. Rango aprox.:0V-10V. Corriente:DC.
16. Conectores del Regulador de voltaje. Cantidad:4. Tipo:Banana-Caiman.
5 Contruccion.
5.1 Carro.
Fig. 1.Dimensiones basicas del carro.
1. Corte el carton paja teniendo en cuenta las dimensiones del carro (Figura 1).
2. Una los plieges con el pegante escolar y despues de seco aplique la capa de pintura
con el vinilo.
3. Aplique vinilo solamente a las supercies de los imanes con IGUAL polaridad
6
.
6
Es decir, todos los 62 imanes se repelen en las caras que estan pintadas
4

5. Ima 1.Carro terminado.(1)Cascaron del carro. (2)Imanes.
4. Use el pegante industrial para pegar los 8 imanes a las caras del carro
7
. Aplique el
pegante unicamente en las caras de los imanes que NO estan pintadas (Imagen 1).
5.2 Rieles.
1. Corte el carton prensado para tres rieles. El Cental de dimensiones: 20cm*50cm. Los
dos laterales de dimensiones: 3cm*50cm.
Ima 2. Riel Cental.(1)Carton prensado. (2)Papel Contact.
2. Aplique el papel contact a cada uno de los rieles con las mismas dimensiones (Imagen
2).
7
2 imanes en la cara lateral derecha, lateral izquierda e inferior; 1 iman en la cara frontal y posteror.
5

6. Ima 3. Carro y rieles. (1)Cavidad interna del carro para ajustar el peso del mismo.
(2)Riel central. (3)Riel lateral izq. (4)Riel lateral der.
3. Use el pegante industrial para pegar 17 imanes siguiendo una lnea recta en la mitad
del riel central y 17 imanes en cada uno de los dos rieles laterales, alneados hacia la
parte superior de cada riel
8
(Imagen 4).
Ima 4. Rieles Central y Lateral.(1)Riel central. (2)Imanes. (3)Riel lateral.
(4)Pegante Industrial.
4. Realice demarcaciones en cada riel convenientes para ud., con la cinta de enmascarar.
5. Corte seis hileras de carton prensado
9
de dimensiones:0.5cm*50cm, las cuales actuaran
como aislantes magneticos para cada riel.
6. Use el pegante industrial para jar los aislantes magneticos en los costados de cada
gua de imanes en los tres rieles, de tal forma, que las caras laterales de los imanes
no presenten atraccion ni repulsion magnetica con ningun otro iman (Imagen 5).
8
Aplique el pegante unicamente en las caras de los imanes que NO estan pintadas.
9
o algun otro material aislante magnetico.
6

7. Ima 5. Rieles terminados.(1)Riel lateral izq. (2)Riel central. (3)Riel lateral der.
(4)Soportes de los rieles laterales. (5)Aislantes magneticos.
7. Construya los soportes de los rieles laterales, de tal forma que, cada riel se mantenga
vertical.
Ima 6. Carro y Rieles. (1)Riel lateral izq. (2)Riel central. (3)Riel lateral der.
(4)Guas de imanes. (5)Carro terminado.
5.3 Electroimanes.
1. El nucleo metalico del electroiman sera el tornillo
10
, sobre el cual se realizara un
doble embobinado con el alambre de cobre, que garantice una mayor potencia del
electroiman.
10
o puntilla gruesa.
7

8. Ima 7. Embobinado. (1)Alambre de cobre. (2)Nucleo del electroiman. (3)Polo
positivo. (4)Polo negativo.
2. Enrrolle el alambre de cobre a lo largo del tornillo, de tal forma que no exista sep-
aracion entre espira y espira (Imagen 7), y ajuste las espiras al tornillo con la cinta
transparente. No olvide contar el numero de espiras enrrolladas para asignar datos a
la Tabla 1.
Tabla 1. Numero de espiras por electroiman.
3. Realize el paso anterior sin el uso de la cinta transparente,ahora sobre el embobinado
del mismo tornillo, teniendo en cuenta dejar en los extremos del embobinado, cables
sueltos para realizar las conecciones posteriores.
4. Demarque cada cable suelto del embobinado, uno con la cinta aislante roja y el otro
con la cinta aislante negra
11
.
5. Realice los pasos anteriores para el otro tornillo, dando como resultado dos bobinas
(Imagen 8).
11
Los cuales seran nuestro polo positivo y negativo, respectivamente.
8

9. Ima 8. Electroimanes. (1)Embobinado. (2)Nucleo electroiman. (3)Polo negativo.
(4)Polo positivo.
6 Montaje.
Ya hemos construido las partes de la maqueta, como lo son el carro, las guas o rieles
por donde transitara y los electroimanes como impulsores magneticos (Imagen 9).
Ima 9. Partes terminadas de la maqueta. (1)Riel lateral izq. (2)Riel central. (3)Riel lateral
der. (4)Electroimanes. (5)Carro. (6)Soportes de los rieles.
9

10. Ima 10. Partes de la maqueta. (1)(2)(3)Rieles. (4)Electroimanes. (5)Carro. (6)Soportes de
los rieles. (7)Aislantes magneticos.
Ahora ajustaremos las partes como lo muestran las Imagenes 11 y 12.
Ima 11. Montaje del proyecto. (1)Riel. (2)Carro. (3)Electroimanes. (4)Regulador de
voltaje. (5)Conectores: Regulador-Electroimanes. (6)Conector: Regulador-Fuente
electrica. (7)Fuente electrica. (8)Base de la maqueta. (9)Decoracion de la maqueta.
10

11. Ima 12. Vista Lateral. (1)Lugar entre los rieles donde se moviliza el carro. (2)Electroiman.
(3)Conectores. (4)Regulador de voltaje. (5)Soporte de la maqueta. (6)Decoracion de la
maqueta.
7 Funcionamiento.
Como hemos descrito al comienzo, la idea de este proyecto es evidenciar el fenomeno y
el funcionamiento, lo cual lo demuestra la Imagen 13, donde se observa el carro levitando
entre los rieles a una altura aprox. de 5mm. Cuando activamos los electroimanes en los
estremos de los rieles, se produce un movimeinto oscilatorio del carro alrededor de la guia
de imanes.
Ima 13. Funcionamiento. (1)Carro. (2)Riel central. (3)Riel lateral der. (4)Electroiman.
(5)Conectores. (6)Soporte de la maqueta. (7)Decoracion de la maqueta. (8)Distancia de
levitacion.
11

12. 8 Evaluacion
El proyecto manejara el 60 % de la totalidad del porcentaje de los laboratorios, del
cual, se evaluara el 30 % en la construccion y montaje del mismo. El 30 % restante se
evaluara sobre la explicacion fsica del fenomeno y/o relaciones obtenidas en la aplicacion.
9 Referencias.
1. RAMOS W.F., Practica Integral 2009-1., http://www.physicoizz.es.vg
2. SERWAY, Raymond A., Fsica, McGraw Hill., Cuarta Edicion., Tomo I y II., 1998.
3. HALLYDAY-RESNIK., Fsica., Parte II., CECSA.
4. HEWITT, P., Fsica Conceptual., McGraw Hill., 1995.
5. PURCELL. M. Edward., Electricidad y Magnetismo., Vol.2., Berkeley Physics Course.,
Editorial Reverte., 1980.
12