Estudio del frenado magnético en un imán rodante

Abstract

El objetivo de este trabajo es analizar los efectos dinámicos disipativos que tienen las corrientes de Foucault sobre un sólido imanado. Para hacerlo, proponemos un modelo físico en el que una esfera uniformemente imanada se mueve sobre una superficie conductora, diferenciando entre dos situaciones ideales: rodadura sin deslizamiento y deslizamiento puro sobre la superficie. Los resultados obtenidos proceden de la simulación computacional de las ecuaciones que gobiernan la dinámica del sólido, usando primero variables adimensionales y después asignando valores reales a los parámetros. Antes de pasar a la dinámica del sólido, necesitamos resolver el problema electromagnético que genera pares y fuerzas sobre el sólido. Aplicaremos las leyes de Ohm, Faraday y Conservación de la Energía para calcular las corrientes inducidas. Seguidamente, la ley de Biot y Savart permitirá calcular el campo magnético generado por las corrientes y con este las fuerzas y momentos ejercidos sobre el imán.

The purpose of this work is to analyze the dissipative dynamic effects that Foucault´s currents have on a magnetized solid. In order to do that, a physical model is proposed in which a uniformly magnetized sphere moves over a conductive surface. Movement of the magnet is considered to have two ideal situations: rolling without sliding and sliding on the surface. Results are obtained by using computational simulation of the equations that govern the dynamics of the solid. At first, adimensional variables are used and then real values to the parameters are assigned. Before moving on to the dynamics of the solid, we need to solve the electromagnetic problem that generates torques and forces on the solid. We make use of the Ohm, Faraday and Energy Conservation laws to calculate the induced currents. Afterwards, Biot and Savart's law allows us to calculate the magnetic field generated by the currents which apply strength and moment of strength on the magnet.