tuberia de cobre

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

si que es complicado esto....creo que todavia no entiendo la idea de como se resuelte el ejercicio utilizando la explicacion completa....

Lo primero que tengo que entender me parece que es el significado de una corriente de Foucault, que significa entonces que una corriente sea de Foucault? Las espiras que habiamos dibujado inicialmente que transportaban corriente no son tambien corrientes de Foucault? o no lo son porque las corrientes de Foucault son siempre verticales?

Luego creo que pare resolverlo de la manera completa tengo que dejar de lado esas espiras que habiamos dibujado inicialmente no? (las horizontales ) o sea esas espiras no existen mas.

Ademas no me queda claro porque existen estas corrientes....o sea antes las espiras que haciamos de corriente entendia que se producian porque era una corriente inducida a causa de una disminucion o aumento del flujo. En cambio con las corrientes azules cuales es la razon por la cual aparecen? son tambien inducidas por la variacion del flujo?

El dibujo que tendria que hacer seria el siguiente no? : asi me explicas en base a este dibujo que tiene colores y podemos nombrar a las corrientes con colores y se hace mas sencillo la explicacion

Lo que si que en este dibujo se supuse que el iman cae con el polo norte hacia abajo, contrario a lo que habiamos dicho anteriormente , por eso las flechas tienen sentido distinto pero no importar es analogo asi que hagamos la explicacion completa en base a este dibujo.

La primera duda del dibujo seria, esas corrientes amarillas serian muchas no? o sea una al lado de la otra cubiriendo todo el espacio de las lineas de campo rojo?

Las lineas rojas son las lineas de campo magnetico que genera el iman. Antes habiamos dibujado espiras horizontales pero lo que realmente ocurro ( o por lo menos una mejor aproximacion) es la de que hay infinitas de esas corrientes amarillas no? Si en vez de un tubo de cobre fuese un tubo de plastico no estarian dichas corrientes? porque?

Las lineas rojas son las lineas de campo magnetico de un iman asi que las mismas van a estar ya sea que este o no el tubo cierto? La presencia del tubo mientras el iman esta en movimiento es lo que genera esas espiras amarillas? En realidad serian muchas espiras amarillas no? una al lado de la otra? de ser asi algunas las tendria que dibujar horizontales no?

Bueno como veras tengo muchisimas dudas y entre ellas la mas importante creo que es porque aparecen esas espiras amarillas y porque en un tubo de plastico no aparecerian

PD: igual mas alla de entender poco no puedo negar lo interesante que me esta resultando este ejercicio

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

Las corrientes de Foucault pueden tener cualquier dirección y sentido, e incluso ser muuuuy complicadas, pero no son necesariamente verticales, es más, podrían ser las de la explicación incompleta si el imán cae en las condiciones ideales que te indiqué en #13 (la explicación es incompleta simplemente porque no contempla todas las posibilidades -cabeceo y descentrado del imán, principalmente-).

Las espiras horizontales son adecuadas únicamente para entender el principio general que hará que el imán frene su caída. La decisión de abandonarlas depende de la profundidad de la explicación requerida!

Con respecto al dibujo que pones, las corrientes de Foucault son las amarillas. Mejor dicho, serán el resultado de superponer todas las amarillas posibles, de las que el dibujo sólo indica un par de ellas (exagerando su tamaño, pues deberían ser de radio infinitesimal), y que deberían estar dibujadas por todo el tubo. Lo mismo sucede con las líneas rojas que crea el imán: sólo han pintado unas pocas, pero las habría por todas partes, muchas de ellas atravesando el tubo de una manera semejante a las tres dibujadas.

Las líneas verdes son las del campo que crea la corriente inducida. Bien, como en realidad esta última es bastante más compleja, también el campo verde será en realidad más complejo: habría que sumar todos los campos verdes.

Como ves, el problema se puede complicar todo lo que se desee. La idea sería ésta: si nos movemos en las condiciones ideales que dije en #13 no necesitamos meternos en estas profundidades. Si no es así, entonces hay que complicar el enfoque.

Yo te sugeriría que dieses tu respuesta del siguiente modo: primero suponer que las condiciones de caída son las ideales, y explicar en ese caso el frenado de la caída del imán. Después añadiría que si no se cumplen esas condiciones las corrientes de Foucault ya no serían así, debiendo recurrirse a una superposición de corrientes como las del dibujo que has puesto, y no me complicaría más!

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

Bueno a ver primero que nada entonces las condiciones ideales que llevan a la respuesta incompleta serian :

Que el imán es cilíndrico, y cae de una manera estrictamente vertical y su eje está estrictamente alineado con el eje del tubo. no?

Luego paso a la explicacion completa donde hay corrientes de Foucault , las corriente de Foucault son corrientes con la propiedad de que pieden tener cualquier forma y sentido? esto es no mas?

las corrientes estas amarillas si quiero dibujar mas serian todas una al lado de la otra? rodeando las lineas rojas? o sea algunas van a ser verticales, otras inclinadas y algunas incluso horizontales , pero siempre rodeando una linea roja no? y el origen de estas corrientes cual es? es el mismo que el de las anteriores? o sea la variacion del flujo a causa de la caida del iman? y porque en n tubo de plastico no ocurre todo esto?

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

Las corrientes de la explicación incompleta también son de Foucault. Lo único que tienen de malo es que las hemos explicado de una manera incorrecta (lo correcto sería algo parecido al discurso del #13).

Las corrientes amarillas, que serían las que deberían superponerse (sumarse) para encontrar las de Foucault realmente existentes rodearían todas las (infinitas) líneas rojas que atraviesen el tubo. El origen de esas corrientes elementales es el mismo que en el caso anterior: ley de Faraday-Lenz.

En un tubo de plástico(*), al no ser conductor no habrá cargas libres capaces de circular produciendo las corrientes de Foucault. Es decir, aunque habrá fem inducida no habrá corriente, debido a la enorme resistividad del material.

*Para hacer el experimento más bonito es recomendable hacer caer antes el imán por un tubo de plástico o cartón (cualquier material no conductor), para que se aprecie después claramente la diferencia.

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

Esta bien entonces el origen de las corrientes sigue siendo el mismo que antes, el hecho de que varia el flujo al caer el iman , entonces dibujo varias de esas amarillas, algunas verticales, otras inclinadas y otras horizontales para entender un poco mas...Luego de todas esas corrientes tengo que concluir que al sumarlas produciran una sola corriente resultante que debo determinar cual es su direccion no?

Entiendo que cada amarilla tendra una igual abajo pero de sentido opuesto con lo cual el resltado de sumarlas dara cero no? En cambio sumar una amarilla con la que tiene a su izqueirda o derecha provoca una suma acumulativa.....

Sin embargo como de esto logro ver cual sera la direccion de la corriente de Foucault resultante?

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

Pinta las amarillas como en el dibujo: rodeando líneas de campo del imán (rojas).

Con respecto a cómo son las sumas de las corrientes para encontrar las de Foucault, en general será difícil de ver, salvo que las cosas sean sencillas. Por ejemplo, el caso del imán centrado, etc, correspondería con algo así (dibujo el tubo desarrollado, como si le diésemos un corte vertical y lo estirásemos) donde más grueso significa corriente de mayor densidad:

Como ves, al sumarlas no habrá corrientes en vertical, pues tenemos tanta densidad ascendente como descendente. Pero sí la habrá en horizontal: si nos fijamos en donde coinciden las corrientes (ten en cuenta que la figura continuaría por arriba y por abajo) hay más densidad hacia la izquierda que hacia la derecha. En este caso, las corrientes de Foucault (macroscópicas) serán horizontales (y tal como está el dibujo, dirigidas hacia la izquierda).

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

....no logre entender lo que pusiste.... y ademas me aparecio una duda nueva, las condiciones que habiamos puesto para el caso de la respuesta incompleta siguen siendo validas ahora en la respuesta completa no ? o sea estas condiciones :
Que el imán es cilíndrico, y cae de una manera estrictamente vertical y su eje está estrictamente alineado con el eje del tubo

La diferencia es que ahora ademas vamos a considerar que las corrientes pueden tener cualquier posicion no solo horizontales, es asi? o cual de las condiciones hemos cambiado?

Despues las espiras amarillas las dibujo como en la figura pero dibujo mas cantidad o sea como decia algunas van a quedar dibujadas verticales como en la figura pero otras seran inclinadas y otras horizontales. Al sumarlas sigo sin enteder como hacer esto... cada espira va a tener una a su derecha y una a su izqueirda a su vez va a tener una enfrentada ya que estan ubicadas formando una especie de circulo. Pero como las sumaste? Encima al resultado que se llega no es medio raro? o sea una corriente hacia la izquierda solamente?

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Ademas puede ser que en el dibujo esten mal dibujadas las lineas amarillas? yo trato de usar la regla de la mano derecha y me queda que serian en sentido opuestas....o sea con los dedos si recorro la espira amarilla de la forma en que esta dibjada me queda que la linea roja apuntaria para el lado opuesto al indicado en la figura

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Despues sobre eso que hablas de la intensidad de la corriente, por ejemplo las que estan dibujadas en el dibujo no tienen todas la misma intensidad? y por ejemplo la de arriba se cancela con la de abajo dando como resultado una corriente total nula o no? Por ser una especie de circulo lo que forman esas lineas rojas al tener infinitas espiras amarillas rodeando toda esa linea roja no tendra cada una su simetrica en sentido opuesto que la cancele?

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

...La diferencia es que ahora ademas vamos a considerar que las corrientes pueden tener cualquier posicion no solo horizontales, es asi? o cual de las condiciones hemos cambiado?

De algún modo sí. Pero la idea es otra: si el imán tiene otra forma, o cae ladeado o no cae centrado, entonces será absolutamente indispensable tener en cuenta que las corrientes de Foucault podrían tener componentes verticales.

...algunas van a quedar dibujadas verticales como en la figura pero otras seran inclinadas y otras horizontales.

No. Todas serán verticales, como en la figura.

Pero como las sumaste? Encima al resultado que se llega no es medio raro? o sea una corriente hacia la izquierda solamente?

En realidad sólo estoy haciendo análisis cualitativos. Y el resultado no es raro: es una corriente en horizontal, como la de la explicación incompleta (el dibujo que hice es un fragmento del tubo, que cierra sobre sí mismo! Es decir, la corriente será una circunferencia horizontal. Lo de izquierda o derecha sólo era para ejemplarizar la suma. Pinté las corrientes en sentido antihorario como si fuese el caso del imán con el polo N arriba. Para el dibujo que has puesto tendría que haberlas dibujado con sentido horario.

puede ser que en el dibujo esten mal dibujadas las lineas amarillas? yo trato de usar la regla de la mano derecha y me queda que serian en sentido opuestas...

Sí, ahora que lo dices yo también concluyo el sentido opuesto: el flujo magnético a través de las líneas amarillas va en la parte superior hacia el interior del tubo; como está disminuyendo, por la ley de Lenz la corriente inducida deberá reforzar ese flujo, de manera que el sentido tendría que ser el contrario del dibujado.

Pero por otra parte al sumar las líneas amarillas sale el sentido correcto de la corriente... de manera que hay algo que no estoy razonando correctamente. ¡Porras! creí tenerlo más claro!

Prometo pensarlo... o pedir ayuda!!!

...con los dedos si recorro la espira amarilla de la forma en que esta dibjada me queda que la linea roja apuntaria para el lado opuesto al indicado en la figura

De todos modos, la línea roja corresponde al campo del imán. El de las corrientes inducidas es el verde.

...las que estan dibujadas en el dibujo no tienen todas la misma intensidad? y por ejemplo la de arriba se cancela con la de abajo dando como resultado una corriente total nula o no? Por ser una especie de circulo lo que forman esas lineas rojas al tener infinitas espiras amarillas rodeando toda esa linea roja no tendra cada una su simetrica en sentido opuesto que la cancele?

La de arriba no se cancela con la de abajo porque no tienen la misma intensidad; sucede algo parecido al dibujo que hice yo.

Con respecto a lo último que dices, la respuesta es no: si el grosor del tubo es despreciable, cada línea roja está rodeada por una sola espira amarilla (recuerda que el tamaño de esta última es infinitesimal).

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

Sigo consfundida ... por ejemplo de lo que me dijiste lo que menos entendi es cuando me dices que todas las espiras seran verticales....yo pense que tenia infinitas espiras y todos ellas formaban de alguna forma las lineas rojas, o sea no cruzan una linea roja por el medio sino que siempre la rodean con una circunferencia , al ser asi si o si algunas van a quedar dibujadas inclinadas (las que esten mas cerca del iman) pero no es asi? o sea las lineas amarillas pueden atravezar las rojas? porque es esto? no deberia ser que estas espiras amarillas esten formando un circulo alrededor de las rojas de manera que al recorrerlas con la regla de la mano derecha se forme la linea roja del campo magnetico?

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De momento en mi hoja solo tengo escrita la explicacion de lo que sucede con la explicacion incorrecta, luego nose como seguir, son muchas cosas y muchas dudas... para ir bien de a poco decime si poner a continuacion esto seria correcto :

"La explicacion anterior es una incompleta, para tener una mas completa podemos considerar que el iman no cae perfectamente en linea recta con el eje o no cae centrado de manera tal que las corrientes ya no las podemos dibujar como espiras horizontales sino que en realidad seran algo asi ":
y aca iria el dibujo que adjunte antes pero que aun sobre dicho dibujo tengo dudas , primero eso que te decia entonces las lineas amarillas irian recorridas en sentido opuesto y segundo si quiero dibujar mas lineas amarillas nose como dibujarlas

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

Las líneas rojas son las líneas de campo del imán. Nos la forman las espiras amarillas!.

Las espiras amarillas son espiras imaginarias que tomamos nosotros para predecir las corrientes en el tubo. Al menos en teoría, por comodidad las tomamos en las paredes del tubo y rodeando las líneas rojas.

Con respecto a la explicación completa, por ahora no me atrevo a decir nada, pues aún no tengo claro qué falla...

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

entonces esas lineas amarillas solo existiran de forma vertical y sobre las paredes del tubo? porque? si son corrientes de Foucault dijimos que podian tener cualquier sentido y orientacion....
Entiendo que las lineas rojas son las del iman. Las amarillas aparecen como corrientes inducidas a causa de la variacion del flujo y formaran sus propios campos que son los verdes tenes razon...
Igual no veo porque entonces se opta por dibujarlas unicamente en forma vertical, pegadas a las paredes y concentricas con las lineas rojas.....
maldito ejercicio me faltara algun conocimiento para poder comprenderlo bien? o es un ejercicio medio rebuscado? o soy cabeza dura

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

Igual no veo porque entonces se opta por dibujarlas unicamente en forma vertical, pegadas a las paredes y concentricas con las lineas rojas.....
maldito ejercicio me faltara algun conocimiento para poder comprenderlo bien? o es un ejercicio medio rebuscado? o soy cabeza dura

Amiga Laura, por si te sirve de consuelo, yo también he tropezado con este ejercicio, a pesar de que creía tenerlo bien claro!

Sobre la pregunta, las corrientes serán circunferencias de tamaño infinitesimal y dibujadas en el tubo, por eso son verticales. La idea es que son artefactos abstractos, a partir de los cuales se puede determinar cómo son las corrientes macroscópicas realmente existentes. Pero es en este último paso donde me he encontrado con dificultades!

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

Esta bien bueno entonces de momento dejo la respuesta del ejercicio ahi para no atrasarme tanto y poder avanzar con otros. Si logras comprenderlo bien y tenen ganas de intentar explicarmelo una vez mas me avisas por aca y retomamos el hilo. De seguro en tus tiempo libres pensaras sobre el ejercicio y terminaras dandote cuenta de que es lo que se te escapo

[arivasm]

Re: tuberia de cobre

Cada vez tengo más claro que mi conocimiento sobre las corrientes de Foucault era inadecuado. Por tanto, declaro mi incapacidad para ir más allá de lo que he llamado "explicación incompleta" que, para mi tranquilidad, es la que veo que se ofrece en un par de sitios. Uno es el que cité en el post #11. Otro es este pdf y que comienza del siguiente modo (la negrita es mía):

A very strong magnet (e.g., a neodymium-iron-boron alloy) dropped down a vertical copper pipe does not fall with constant acceleration, but instead glides down at a constant velocity; the gravitational force is quickly met by an equal and opposite magnetic force upwards. Find the terminal velocity.

It is pretty clear that this magnetic force arises from Faraday’s Law. Here is what is happening: as the magnet drops, it induces eddy currents in the pipe, and these in turn create a non-uniform magnetic field which acts on the dipole. A full explanation of eddy currents is difficult; however, the main ideas are accessible to anyone who has had a calculus-based electromagnetism course. Eddy currents also explain why refrigerator magnets stick to refrigerators. Oddly, the subject of eddy currents is almost completely ignored in most textbooks. Most physicists of the past two generations are not very familiar with them, even though the great James Clerk Maxwell himself explained how they worked back in 1872.

Sé que esa negrita es un simple consuelo de tontos. En cualquier caso, mi mensaje para Laura es éste: olvídate de mi intento de encontrar las corrientes de Foucault sumando corrientes en espiras infinitesimales. No tiene el más mínimo fundamento! Ni siquiera serviría para predecir adecuadamente lo que sucede con una lámina metálica que entrase uniformemente en una región con un campo magnético uniforme y perpendicular (predice que sólo habrá corriente de Foucault en una estrecha banda del metal, lo que no se corresponde con lo que realmente sucede).

De hecho, borraría con alegría mis tontos intentos anteriores de encontrar la forma general de las corrientes de Foucault si no se cumplen las condiciones de lo que llamé "explicación incompleta". La única razón para dejarlos es que alguien pueda arrojar luz sobre esto (y darme una gran alegría, pues me fastidia quedarme con una duda como ésta).

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Sigo encontrando más papeles en la red que tratan este problema, siempre con la explicación incompleta: http://www.if.ufrgs.br/~levin/Pdfs.dir/AJP000815.pdf

[LauraLopez]

Re: tuberia de cobre

Buenisimo me conformare entonces por dejar el ejercicio hasta ahi, ya que hablamos del tema ,con respecto a este otro hilo http://forum.lawebdefisica.com/threa...-galvanometros

por lo que tengo entendido tampoco sabes como resolverlo no? Creo que tiene que ver masomenos con lo mismo...las corrientes de Foucault deben ser las causantes de que se amortigue el movimiento se te ocurre como explicar ese ejercicio? Sino esperaremos que alguien mas del foro pueda dar una mano (esto es una indirecta para nuestro amigo Al que de seguro leera esto y pocos saben tanto de electromagnetismo como el )

Saludos antonio nos seguimos escribiendo en otros hilos