¿Por qué mi simple experimento electromagnético no funciona?

Hago una configuración (ver imagen adjunta).

  • UNA bobina (1" de diámetro x ~120 vueltas), que está separada por un espacio, se monta en dos lados. Cada lado tiene una varilla de hierro (1" de diámetro x 6" de largo) para aumentar el foco de la onda magnética. El cable para el núcleo es un cable de motor de calibre 14 (potencia nominal máxima de 5,9 amperios).
  • Dos imanes superfuertes (1" de diámetro x 0,5" de grosor cada uno) se montan en el bloque central (plástico) debajo de la cinta de pato. Cada uno de ellos tiene una fuerza de sujeción de ~40 libras. Cada lado del bloque tiene un imán.
  • Uso 6 resistencias de potencia en serie para crear una resistencia de 50 ohmios. Conecto el circuito a la corriente de pared 120VAC. Dado que la impedancia de la bobina es pequeña, creo que le doy 2,4 amperios a 60 HZ al circuito.
  • Todo para la sujeción es de plástico muy liso (Resina Acetal).
  • Antes de conectar la alimentación, pongo el sistema en reposo. El imán es tan fuerte que hacen que la pieza del medio vaya a cualquiera de los hierros.

Pensé que la PIEZA DEL MEDIO oscilaría hacia la izquierda y hacia la derecha con 60 Hz. Sin embargo, el sistema NO se mueve en absoluto. ¿Alguna idea?

Configuración del experimento

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Respuestas (2)

60 Hz es bastante rápido. Mientras que los campos magnéticos son fuertes, la masa (y por lo tanto la inercia) del imán central es probablemente tan grande como para evitar que acelere lo suficientemente rápido como para oscilar a 60 Hz. Intente usar una fuente de alimentación con una salida de CA variable, configurada en 1 Hz. La masa probablemente debería moverse en este caso. Si no es así, es probable que haya una falla en la configuración.

El circuito es solo una bobina y resistencias. Usé un ohmímetro para medir la resistencia total. La resistencia total es válida.
lo siento, debería haber dicho que es probable que haya una falla en la configuración experimental (aunque no estoy seguro de qué sería exactamente). Lo arreglaré en mi respuesta.
He considerado el problema de la aceleración, por eso puse la posición inicial de la pieza intermedia para que oscile hacia UN lado. La fuerza magnética tiene una relación 1/distancia^2. Esperaría ver al menos un gran movimiento. ¿no es así?
¿Qué tan poderoso es el imán "super fuerte" en relación con el electroimán? Podría ser que la fuerza añadida del electroimán sea demasiado débil para sacar el bloque del imán del otro lado.
*Esto podría agravar el problema de inercia antes mencionado. (añadir al final de mi comentario anterior)
@Marco No, 60 Hz es rápido , es una frecuencia de audio (junto al B ♭ o B más bajo en un piano). Su imán es demasiado grande: ¡imagínelo vibrando como una gruesa cuerda de piano! Su configuración sugiere que no había planeado comprar una fuente de alimentación de frecuencia variable; podría intentar conectar una fuente de alimentación de CC. Alternativamente, puede reemplazar su imán pesado con un cable magnético tenso que resuena alrededor de 60 Hz.
@rob ¿Te refieres al peso del imán? El imán NO es toda la pieza intermedia. El 90% de la "pieza intermedia" es de plástico. Los imanes son de 1" de diámetro x 0,5" de espesor solamente
@Marco sigue siendo bastante pesado para oscilaciones mecánicas visibles a 60 Hz.

50 ohmios en total? ¿Y la resistencia de la bobina es mucho más baja que 50 ohmios?

Cuando aplica 120V, las resistencias se quemarán rápidamente por dentro. Ya no serán de 50 ohmios (es necesario medir su resistencia con un medidor). La resistencia aumenta y la corriente cae muy por debajo de los 2,4 amperios.

La potencia de la resistencia es V ^ 2 / R = 120 * 120/50 = 244 vatios , por lo que sus resistencias de veinte vatios pueden destruirse en minutos. Si no se fríen al instante, espere ver humo. (Si las resistencias permanecen frías, entonces hay una conexión rota en alguna parte).

Quizás en lugar de resistencias frágiles, use dos bombillas incandescentes de 100 vatios conectadas en paralelo, para dar 200w/120v = 1.67amp. Eso, o usar un calentador eléctrico de 1200 watts, para 1200/120 = 10 amperios.

Para producir campos magnéticos fuertes, generalmente usamos 120 V y miles de vueltas de alambre más delgado (varios KG de cobre). Eso, o usamos bajo voltaje, menos vueltas y corriente mucho más alta que 2.4 amperios. Necesita un transformador reductor costoso que proporcione voltajes más bajos a 50 amperios o 100 amperios, etc.

Además: para permanecer vivo y no muerto, es aconsejable realizar muchos, muchos experimentos con baterías, no con 120 VCA. Si trabaja con 120VAC, tenga mucho mucho miedo. Esto tiende a mantenerte a salvo, pero no es una garantía.

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