Experimentos Física

El tubo de Lenz es un experimento que muestra como se puede frenar un dipolo magnético que baja por un tubo conductor de corriente eléctrica. El imán, al caer (junto con su campo magnético), irá generando variaciones en el flujo de campo magnético dentro del tubo. Estas variaciones crean una fem inducida según la Ley de Faraday:

 

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Esta fem inducida en la superficie del tubo genera una corriente dentro del mismo según la Ley de Ohm:

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Esta fem y corriente se oponen al cambio de flujo, por lo tanto se irá produciendo un campo en dirección tal que se repela el imán por abajo y se atraiga por arriba. Como sabemos el módulo del flujo en la parte inferior del imán va aumentando desde el punto de vista del tubo, y en la parte superior este va disminuyendo. Por lo tanto, se generan dos “imanes” ficticios bajo y sobre el dipolo, que lo va repeliendo por debajo y atrayendo por arriba. Finalmente, el dipolo siente una fuerza en sentido contrario a la dirección de caída, por lo tanto cae con menor velocidad.

 

Cabe notar que si el tubo fuera de longitud infinita, el imán llegaría a una velocidad límite. Si el imán cae muy lento, la tasa de variación de flujo magnético en el tubo será muy pequeña, por lo que la fuerza contraria a la caída será menor que el Peso. Esto resulta en una fuerza neta hacia abajo y acelera. Caso contrario, mientras más rápido caiga el imán, mayor será la tasa de variación de flujo, y por ende mayor será la fuerza que siente el imán, con el límite en que la fuerza de frenado iguala a la aceleración de gravedad.

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