Freno de corrientes de Foucault
Un freno de corrientes parásitas , también conocido como freno de inducción , freno eléctrico o retardador eléctrico , es un dispositivo que se utiliza para frenar o detener un objeto en movimiento disipando su energía cinética en forma de calor. A diferencia de los frenos de fricción , donde la fuerza de arrastre que detiene el objeto en movimiento es proporcionada por la fricción entre dos superficies presionadas juntas, la fuerza de arrastre en un freno de corriente parásita es una fuerza electromagnética entre un imán y un objeto conductor cercano en movimiento relativo, debido a remolinos corrientes inducidas en el conductor por inducción electromagnética .
Una superficie conductora que se mueve más allá de un imán estacionario desarrolla corrientes eléctricas circulares llamadas corrientes parásitas inducidas en ella por el campo magnético , como se describe en la ley de inducción de Faraday . Según la ley de Lenz , las corrientes circulantes crean su propio campo magnético que se opone al campo del imán. Así, el conductor en movimiento experimenta una fuerza de arrastre del imán que se opone a su movimiento, proporcional a su velocidad. La energía cinética del objeto en movimiento se disipa como calor generado por la corriente que fluye a través de la resistencia eléctrica del conductor.
En un freno de corrientes parásitas, el campo magnético puede ser creado por un imán permanente o un electroimán . Con un sistema de electroimán, la fuerza de frenado se puede activar y desactivar (o variar) variando la corriente eléctrica en los devanados del electroimán. Otra ventaja es que dado que el freno no funciona por fricción , no hay superficies de zapata que se desgasten , eliminando el reemplazo como ocurre con los frenos de fricción. Una desventaja es que, dado que la fuerza de frenado es proporcional a la velocidad relativa del freno, el freno no tiene fuerza de sujeción cuando el objeto en movimiento está parado, como lo proporciona la fricción estática. en un freno de fricción, por lo que en los vehículos debe complementarse con un freno de fricción.
Los frenos de corrientes parásitas se utilizan para reducir la velocidad de los trenes de alta velocidad y las montañas rusas , como complemento de los frenos de fricción en los camiones semirremolques para ayudar a prevenir el desgaste y el sobrecalentamiento de los frenos, para detener las herramientas eléctricas rápidamente cuando se corta la energía y en los medidores eléctricos utilizados. por empresas eléctricas.
Un freno de corrientes parásitas consiste en una pieza conductora de metal, ya sea una barra recta o un disco, que se mueve a través del campo magnético de un imán, ya sea un imán permanente o un electroimán . Cuando pasa el imán estacionario , el imán ejerce una fuerza de arrastre sobre el metal que se opone a su movimiento, debido a corrientes eléctricas circulares llamadas corrientes parásitas inducidas en el metal por el campo magnético . Tenga en cuenta que la hoja conductora no está hecha de material ferromagnético.metales como hierro o acero; generalmente se utilizan cobre o aluminio, que no son atraídos por un imán. El freno no funciona por la simple atracción de un metal ferromagnético al imán.
Vea el diagrama de la derecha. Muestra una hoja de metal (C) moviéndose hacia la derecha debajo de un imán. El campo magnético ( B, flechas verdes ) del polo norte del imán N pasa a través de la hoja. Dado que el metal se mueve, el flujo magnético a través de la hoja está cambiando. En la parte de la hoja debajo del borde delantero del imán (lado izquierdo), el campo magnético a través de la hoja aumenta a medida que se acerca al imán. De la ley de inducción de Faraday , este campo induce un flujo de corriente eléctrica en sentido antihorario ( I, rojo ), en la hoja. Esta es la corriente de Foucault. Por el contrario, en el borde posterior del imán (lado derecho), el campo magnético a través de la hoja está disminuyendo, induciendo una corriente parásita en el sentido de las agujas del reloj en la hoja.
(derecha) Freno de corriente inducida de imán permanente utilizado en un medidor de electricidad de la década de 1970