Probablemente todos hayamos visto la demostración del frenado magnético, en la que un imán pasa junto a un trozo de cobre sólido y la corriente inducida frena el recorrido del imán.
Es de suponer que una bobina de cable en cortocircuito tendrá el mismo efecto.
La cuestión es, para una masa determinada de cobre, ¿qué es más eficaz, la bobina o la placa?
Si quieres que el efecto de frenado se produzca en una distancia mayor, la bobina debe tener un área mayor, pero el problema que surge es que el flujo del imán en movimiento se concentra en una fracción del área de apertura de la bobina estática y el frenado tiende a ser menos efectivo. Aumenta la escala de este problema y podrás ver lo que quiero decir.
Se reduce a la tensión inducida en la bobina estática y, a la cantidad de corriente que circulará debido a que esa bobina está en cortocircuito y, en contrapartida, a la cantidad de "contramagnetismo" que produce esa corriente de la bobina en las proximidades del imán.
Con un diámetro mayor, el contramagnetismo de la bobina se produce en toda su mayor apertura y, por tanto, la densidad de flujo disminuye en todas las zonas. El flujo total sería probablemente el mismo pero, es un área más grande por lo tanto, la densidad de flujo (lo que está tratando de "luchar" contra el imán) es menor en la vecindad del imán.
Esto tiene menos importancia para la lámina conductora sólida (aunque la resistencia aumente un poco debido a su adelgazamiento).
La cuestión es, para una masa determinada de cobre, cuál es más eficaz ¿bobina o plancha?
Apuesto por la losa de cobre. Pero, si el área de la bobina y el imán son aproximadamente del mismo tamaño, entonces no habrá mucha diferencia.
La solución depende del coste, pero cuanto menor sea la impedancia, mayor será la corriente y la fuerza.
Ley de Lenz es básicamente cambiar un campo magnético (mover un imán) junto a un metal no magnético inducirá un campo eléctrico ( una diferencia de tensión ) en el metal, que posteriormente genera un campo magnético con una orientación opuesta con respecto a su imán.
Con el alambre Litz, que utiliza casi la misma cantidad de cobre que el sólido, se puede reducir la inductancia mediante hilos o bucles aislados en paralelo. Sin embargo, L es constante para cualquier cuadrado o cubo o mancha similar, independientemente de su tamaño, y es muy pequeña, lo que significa que la frecuencia de corte es muy alta (imagine la inductancia del plano de potencia/tierra en el BW del PCB en GHz). Puede que no haya ninguna ventaja en utilizar bobinas de Litz, a no ser que se trate de una reducción de costes con respecto al cobre sólido.. Por ejemplo, en los discos duros, el motor de la bobina móvil giratoria está rodeado de cobre sólido, aunque sólo es una lámina fina. Esto reduce suficientemente el MMF.
Sólido.
Una construcción trenzada (como una bobina en cortocircuito con vueltas N >> 1) impide el flujo de corriente en direcciones laterales al cable; los cables están aislados entre sí.
Esto evita que fluyan corrientes en esas direcciones y, por tanto, que se opongan al movimiento en esas direcciones, o debido a los campos de fricción alrededor de dicho imán.
Esto variará según la disposición, ya que, por ejemplo, los devanados del estator de un motor apenas podrán experimentar un movimiento lateral del campo cuando el imán (suponiendo un rotor magnetizado) sólo pueda girar. Pero para el único ejemplo dado (aunque sea a modo de introducción), los campos serán bastante no uniformes, y el imán solitario en el espacio libre podría dar vueltas y tal, y así todas estas otras direcciones pueden entrar mucho en juego.
Una nota sobre la masa de cobre: recuerde que, para las vueltas de alambre, también debe haber aislamiento que lo separe, y algo de espacio desperdiciado (incluso el alambre cuadrado no es perfectamente cuadrado, sino que tiene esquinas redondeadas). Por lo tanto, para obtener el mismo efecto, el imán tiene que ser más grande, pero en qué medida no es evidente. Por ejemplo, con respecto al giro de un imán libre, podría aplicarse un par de torsión relativamente mayor (el momento de torsión va como la longitud al cuadrado), suponiendo que el alambre se haya enrollado en esa dirección para captar ese movimiento.
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