¿Cómo funciona el tren de levitación magnético casero para proyecto de ciencias?
1.- Materiales
Se necesitan los siguientes materiales:
- Alambre de cobre de 0,9 mm sin esmaltar
- Una pila Duracell triple A
- Un tubo de plástico con un diámetro apenas mayor al de los imanes
- Dos imanes de Neodimio de 12 mm de diámetro
- Un Ojal de cartón o plástico que soporte el imán
2.- Procedimiento
Primer paso.- Se enrrolla el alambre de cobre sobre el tubo de plástico, las espiras deben estar juntas y nunca una encima de la otra. Es mas recomendable rotar el tubo de plástico y al mismo tiempo ir enrrollando el alambre de cobre. Al fnalizar, se saca con mucho cuidado el alambre de cobre y se ubica en la maqueta.
Segundo paso.- Se coloca un imán a cada extremo de la pila, para fijarlo se puede ayudar de un ojal de cartón. Se debe tener mucho cuidado porque los imanes de neodimio son muy fuertes. Para ubicar los imanes los dos polos negativos o los dos polos positivos deben tocar los extremos de la pila.
Tercer paso.- Se ingresa la pila con los imanes por el interior de la bobina de alambre de cobre. Si lo rechaza, se voltea la pila con los imanes. Al ingresar la pila sera atraida por el campo magnético de la bobina y se desplazará levitando dentro de ella.
Cuarto paso.- Se acomoda la bobina en la maqueta cuidando que las curvas no sean muy cerradas para que se desplace nuestro tren y se le ubican los adornos.
3.- Conclusiones
El magnetismo es un fenómeno físico por el cual los imanes ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales generando movimiento, lo cual hemos podido observar al levitar y desplazarse nuestro tren en el interior de la bobina. Al levitar sin que haya contacto con el suelo, el movimiento del tren magnético genera muy poco ruido y avanza mucho más rápido, en la práctica puede desarrollar una velocidad de hasta de 500 Km/h, en comparación de los 200 Km/h que alcanzan los trenes de velocidad convencional. Este experimento demuestra que sí es posible transportar a muchísimas personas de manera más rápida y segura y sin contaminar el medio ambiente. Son múltiples las aplicaciones actuales del magnetismo en la vida diaria, es la tecnología del futuro que permiten elevar la calidad de vida de los seres humanos.
4.- Un poco de teoría
Nuestro proyecto se basa en el estudio de los principios básicos de electromagnetismo y magnetismo. El electromagnetismo es la parte de la electricidad que estudia la relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos. Una corriente que circula por un conductor genera un campo magnético alrededor del mismo conductor. La regla de la mano derecha nos dice que apuntando con el dedo pulgar en la dirección de la corriente, la curvatura del resto de dedos nos indicará la dirección del campo magnético.
Cuando un hilo conductor lo enrollamos en forma de hélice… tenemos una bobina. El campo magnético en su interior de cada hilo conductor se refuerza al existir más espiras: el campo magnético de cada espira se suma a la siguiente y se concentra en la región central.
El segundo tema analizado es el magnetismo y esto se relaciona a los polos magnéticos. Un imán siempre tiene un polo norte y otro sur. Los polos opuestos Norte y Sur se atraen entre sí y los polos iguales (N-N y S-S) se repelen.
5.- ¿Por qué se mueve el tren?
El tren se mueve por efecto de dos campos magnéticos. El primero se debe al campo magnético de los imanes de neodimio y el segundo es el campo electromagnético formado por la pila y una parte del alambre de cobre en forma de bobina. Estos dos campos magnéticos se repelen e impulsa nuestro tren en una sola dirección dentro de la bobina.
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Diccionario electrónico
¿Qué es la Corriente de recombinación?
La corriente de recombinación es un fenómeno importante en la electrónica, especialmente en dispositivos semiconductores como los diodos y los transistores. Se refiere al flujo de portadores de carga (electrones y huecos) que se recombinan en una región de semiconductor, lo que da como resultado una disminución en la corriente eléctrica que fluye a través del dispositivo. Para entender este fenómeno con más detalle, a continuación, se proporciona una explicación más detallada:
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Portadores de carga en semiconductores: En un material semiconductor, como el silicio o el germanio, hay dos tipos de portadores de carga: electrones con carga negativa (-) y huecos con carga positiva (+). Los electrones son responsables de la corriente eléctrica cuando se mueven desde la región negativa (n) a la positiva (p) en un semiconductor tipo n-p. Los huecos, por otro lado, son espacios donde falta un electrón en la estructura cristalina del semiconductor y se mueven en la dirección opuesta a los electrones.
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Generación de portadores: Cuando se aplica una tensión a través de un dispositivo semiconductor, como un diodo o un transistor, se generan portadores de carga en la región n-p. En un diodo, por ejemplo, los electrones de la región n se mueven hacia la región p y llenan los huecos, creando una corriente de electrones en el proceso.
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Recombinación de portadores: La recombinación ocurre cuando un electrón y un hueco se encuentran y se combinan, liberando energía en forma de calor o luz (en el caso de los diodos emisores de luz, LEDs). Cuando estos portadores se recombinan, desaparecen como portadores de carga activos y ya no contribuyen a la corriente eléctrica en el dispositivo.
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Efectos de la corriente de recombinación: La recombinación reduce la corriente eléctrica efectiva en el dispositivo. Esto significa que parte de la corriente generada inicialmente se pierde debido a la recombinación de portadores, lo que puede afectar el rendimiento y la eficiencia del dispositivo. En algunos casos, como en los LEDs, la recombinación es deseada y se aprovecha para producir luz. En otros dispositivos, como los transistores, puede ser un efecto no deseado que debe ser minimizado.
La corriente de recombinación es el proceso mediante el cual los portadores de carga (electrones y huecos) se combinan y se neutralizan en un semiconductor, lo que resulta en una disminución de la corriente eléctrica en el dispositivo. Este fenómeno es esencial para comprender el funcionamiento de los dispositivos electrónicos y se debe controlar y gestionar adecuadamente en el diseño de circuitos para garantizar un rendimiento óptimo.
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