Análisis del frenado magnético en un sistema de caída libre

Abstract

Este trabajo fin de grado tiene por objeto el análisis de la fuerza de frenado magnético que experimenta un imán de cierta longitud cuando cae por el interior de un tubo de metal conductor. Este movimiento lleva consigo la aparición de corrientes inducidas, denominadas corrientes de Foucault. Dichas corrientes son consecuencia del campo magnético que genera el imán en el interior del tubo. A su vez, las corrientes de Foucault generan un campo magnético que produce una fuerza sobre el imán en movimiento, de la misma dirección y sentido opuesto al mismo. Esta es la fuerza de frenado en caída libre que experimenta el imán a lo largo de su recorrido en el interior del tubo. Este tema es tratado en numerosas publicaciones científicas, por lo que se va a partir de un dipolo magnético (ya estudiado). Tras este análisis, la novedad está en la resolución del problema asociado a un imán de longitud finita y la dependencia de las variables del problema con dicha longitud. El problema es abordable como una superposición de dipolos en el problema anterior. En la primera parte del trabajo se ha llevado a cabo el desarrollo del problema analíticamente, atendiendo a las ecuaciones de la Física, y posteriormente se han llevado a cabo una serie de experimentos para ver la relación entre ambos resultados. Estos resultados muestran, que a pesar de las hipótesis simplificativas realizadas para la resolución del problema, los resultados se ajustan de forma aceptable a los experimentos.