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martes, 1 de mayo de 2012

momento de torsión sobre un solenoide


el solenoide es un alambre aislado enrollado en forma de hélice (bobina) un número de espiras por con un paso acorde a las necesidades, por el que circula una corriente eléctrica. Cuando esto sucede, se genera un campo magnetico dentro del solenoide. El solenoide con un nucleo apropiado se convierte en un imán (electroimán).

Es utilizado generalmente para generar un campo magnético uniforme.



Momentos de torsión magnetico sobre un solenoide.

donde:
t= momento de torsión
N = número de espiras de alambre
B = inducción magnética
I = corriente que circula por la bobina
A = área de la bobina
α = ángulo de la bobina con respecto a las líneas
de fuerza mangética



La acción de solenoide en la figura de arriba, también se puede explicar en términos de polos magnéticos. Aplicando la regla del pulgar de la mano derecha a cada espira de alambre se muestran que el solenoide actuara como un electro imán, con polos norte y sur como se indica en la figura.


bibliografía: www.ucad.edu.sv%2Farchivos%2FFuerza%2520y%2520Momento.ppt&ei=77qgT9iaJ6jA2gWiuIHNCQ&usg=AFQjCNGa8IsomQ2SVWcdFYP5y0bA3o-MYA&sig2=

http://1fisica.blogspot.mx/2011/09/fuerza-y-momento-de-torsion-de-un-campo.html

5 comentarios:

  1. Juan Luis un solenoide no es sólo un alambre, enrollado en forma de hélice, sino que es cualquier dispositivo físico capaz de campo magnético uniforme. Lo que anotas entre paréntesis, bobina, es un ejemplo de solenoide, la cual es una aproximación real a un solenoide.
    Te falto también anotar la fórmula:
    "τ = (N)(B)(I)(A)(sinα)" donde:
    τ = momento de torsión
    N = número de espiras de alambre
    B = inducción magnética
    I = corriente que circula por la bobina
    A = área de la bobina
    α = ángulo de la bobina con respecto a las líneas de fuerza magnética.

    Aquí también pudiste mencionar que hay 2 leyes básicas que gobiernan los solenoides:

    -Ley de Faraday: La tensión inducida en una bobina es proporcional al número de vueltas y a la tasa de cambio del flujo. La corriente inducida fluye en la dirección opuesta al cambio de flujo. El flujo no se acumula, en pocas palabras lo que entra es lo que sale.

    -Ley de Ampere: La fuerza magnetomotriz (fmm) alrededor de un bucle cerrado es igual a la corriente neta encerrada por el bucle. El objetivo del diseño de solenoides es transferir la máxima cantidad de NI (energía) desde la bobina al entrehierro de trabajo.

    Al que todo lo anterior que te acabo de mencionar existen 2 categorías principales de solenoides:
    -Solenoides giratorios
    -Solenoides Lineales

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  2. Para reforzar tu información agrego que un momento de torsión es el trabajo que hace que un dispositivo gire cierto ángulo en su propio eje, oponiendo éste una resistencia al cambio de posición.

    También, el momento de torsión es máximo cuando el eje del solenoide y el campo magnético son perpendiculares, y cero cuando son paralelos. El efecto de este momento de torsión es una tendencia a hacer girar el solenoide hacia una posición donde su eje es paralelo al campo. Los solenoides también son útiles como fuentes de campo magnético

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  3. gracias por sus comentarios y por completar mas el tema, quise ser algo específico y hacer algo mas sencillo de entender teniendo en cuenta la explicación con la imagen que aparece arriba pero tienen razón no di mas de un significado al solenoide.

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  4. La relación expresada por la ecuación T = NBIA cos cx se aplica para calcular el momento de torsión sobre un solenoide de área A que tiene N vueltas de alambre, Sin embargo, al aplicar esta relación debemos recordar que el angulo cx es el que cada espira de alambre forma con el campo. Es el complemento del ángulo Ø entre el eje del solenoide y el campo magnetico. Por tanto , otra ecuación para calcular el momento de torsión de un solenoide seria:

    T = NBIA sen Ø

    La acción del solenoide se puede explicar en términos de polos magnéticos.

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  5. Como ya se dijo, un solenoide consiste de muchas vueltas N de un alambre en forma de hélice. El campo magnético B es similar al de un imán de barra. El núcleo puede ser aire o cualquier material.

    Si el núcleo es aire: µ= µ0 = 4p x 10-7 Tm/A

    La permeabilidad relativa µr usa este valor como comparación.
    Permeabilidad relativa para un medio (µr ):
    µr=µ/µ0

    Para un solenoide de longitud L, con N vueltas y corriente I, el campo B está dado por:
    B=(µNI)/L

    Tal campo B se llama inducción magnética pues surge o se produce por la corriente. Se aplica al interior del solenoide y su dirección está dada por la regla de la mano derecha aplicada a cualquier bobina de corriente.

    EJEMPLO:
    Un solenoide de 20 cm de longitud y 100 vueltas porta una corriente de 4 A. La permeabilidad relativa del núcleo es 12,000. ¿Cuál es la inducción magnética de la bobina?
    I = 4 A; N = 100 vueltas
    L = 0.20 m;
    µ=(12000)(4x10^[-7(T.m)/A]
    µ= 0.0151 (T.m)/A
    B=(0.0151 (T.m)/A )(100)(4A) / 0.200 m
    B= 30.2 T

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