Nuestro profesor nos hizo esta pregunta durante la clase de Electromagnetismo de Potencia. Sabemos que los campos eléctricos y los campos magnéticos son fácilmente transformables entre sí. Y se utilizan mucho en diversos sistemas.
Nos preguntó por qué casi todas las máquinas eléctricas siguen basándose en el intercambio de energía magnética. ¿Por qué no se utiliza el campo eléctrico para el intercambio de energía y la interacción a través de espacios de aire para una máquina?
Hay motores electrostáticos. Pueden ser una mejor opción que los motores magnéticos para algunas situaciones.
Por ejemplo, mira este motor electrostático que se puede utilizar en lugares con campos magnéticos muy fuertes, como cerca de máquinas de resonancia magnética...
http://www.shinsei-motor.com/English/techno/
Los motores electrostáticos también pueden utilizar directamente y con gran eficacia alta tensión a muy baja corriente. El que se describe aquí puede funcionar eternamente con la diferencia de tensión entre dos cables separados por unas decenas de metros de altura...
http://www.rexresearch.com/elstatix/esgenmot.htm#sciam
Aquí tienes un libro práctico con mucha información sobre motores electrostáticos, incluidos muchos diseños que puedes construir tú mismo...
Hasta la Gramme Machine, las máquinas eléctricas eran demostraciones de aula a escala de milivatios y curiosidades de laboratorio. La idea revolucionaria de Gramme era a escala industrial y constituyó la base de las máquinas "bipolares" de corriente continua de Edison, que arrasaron en todo el mundo en la época anterior a Westinghouse.
Los dispositivos de campo E, o motores y generadores eléctricos estáticos, siguen siendo no industriales porque el campo máximo está fijado por la descomposición del gas, y dan un par bajo en ese límite. Las máquinas de campo B tienen un par enorme en su límite de núcleo-sat. ¿Qué tamaño tiene un motor electrostático de 1/4 de caballo? ¿Cuánto pesa? ¿Cuánto cuesta?
Piensa con originalidad Tal vez las cosas cambien en LEO o en la industria "Belter", donde los circuitos de megavoltios en entornos de vacío duro son baratos y comunes, y donde la refrigeración de bobinas y núcleos es casi imposible. Fabrique unos "músculos" de microcapa capacitiva para un motor lineal de mil CV que requiera condiciones de sala blanca y vacío como aislamiento.
Puedes transformar una corriente eléctrica en un campo magnético, que puede ejercer fuerzas. Si quieres un campo fuerte, haz múltiples bobinados. Si quieres un campo eléctrico fuerte necesitas una corriente magnética. No se puede hacer un conductor con cargas magnéticas que fluyen (ya que no hay cargas magnéticas). Puedes hacer un conductor magnético con corrientes de desplazamiento magnético fluyentes, pero la separación entre un conductor de campo magnético y un aislante es mucho peor que entre un conductor de corriente eléctrica y un aislante.
Así que es más eficiente transportar la energía como corriente eléctrica en alambres metálicos donde puede estar muy bien contenida, y luego aplicarla con un campo magnético. También se podría aplicar con un campo eléctrico, pero se necesitarían voltajes muy altos. Es más fácil hacer bobinados múltiples.
Espero que haya quedado claro. Estoy utilizando muchos términos técnicos para ilustrar la simetría entre los sistemas.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
0 votos
Es una pregunta muy extraña. Pero tengo la sensación de que tiene algo que ver con el hecho de que el campo eléctrico requerirá algún medio (conductor) para transferir energía.
5 votos
Hace años que no investigo este tipo de cosas, pero mi primera corazonada sería investigar las fórmulas que hay por ahí \$\varepsilon _0\approx 9 \cdot 10 ^{ -12 }\ \text{F/m}\$ y \$\mu _0 \approx 1 \cdot 10 ^{-6}\ \text{H/m}\$ . Observa la diferencia entre -12 y -6.
2 votos
El ejemplo más común de transformación de campos eléctricos en energía mecánica (en este caso, movimiento del aire) es el altavoz electrostático. Estudiarlos te ayudará a entender el argumento de Jippie.
5 votos
Posiblemente porque para cuando se tiene un voltaje lo suficientemente alto como para producir un campo eléctrico lo suficientemente intenso que ejerza la fuerza suficiente para hacer mucho trabajo, ya se ha tropezado con el problema de que el aislante (aire) se rompe y saltan chispas por todas partes.
0 votos
La gente ahora está haciendo la transferencia de potencia capacitiva en los niveles que son "útiles" con el aumento de conmutar de manera eficiente en el nivel de GHz. Esto ayuda a resolver la diferencia E6 en las ecuaciones de Jippe.
0 votos
NO empezar las consultas con "Entonces" es una buena idea. Mucha gente lo hace, pero no es "inglés estándar" y tiende a irritar a viejos gruñones que, de otro modo, podrían ser de ayuda :-)
0 votos
Existen máquinas de campo eléctrico, como los chips DLP basados en MEMS de TI, por ejemplo, y la Oxford Electric Bell, por ejemplo, así como altavoces electrostáticos...