El Levitrón

Hoy quiero hablaros de un curioso aparato, llamado Levitron, que se comercializa como juguete o como adorno.

El Levitrón en sí consiste en una base y en un extremo superior que son dos imanes, pero colocados de forma tal que los dos polos iguales (por ejemplo, el norte de la base y el norte del extremo) quedan enfrentados. El ajuste de estos imanes en el proceso de fabricación debe hacerse de forma muy cuidadosa.
Surgen cuatro fuerzas magnéticas en el extremo: dos de atracción y dos de repulsión con respecto a los polos del imán de la base. Sin embargo, la dependencia con la distancia de la fuerza magnética hace que, tal y como están colocados los imanes, en conjunto, la resultante se oponga a la fuerza gravitatoria y, así, el extremo levita sobre la base.

El campo magnético de la base crea un momento que tiende a volcar el imán del extremo hacia abajo. Para evitar que esto ocurra, el Levitron ha de estar describiendo un movimiento de rotación, ya que, en este caso el momento actúa de forma giroscópica y el eje del sistema no vuelca, manteniéndose más o menos en la misma dirección que el campo magnético.
Este movimiento de rotación es similar al movimiento de precesión de una peonza. El eje es casi vertical en un principio, pero según va disminuyendo la velocidad de giro, una leve oscilación aparece en este eje.

En el caso de la figura tenemos:  por un lado el globo que flota tiene un imán potente (de Neodimio) en el polo norte. Por otro lado el brazo del que ¨cuelga¨ tiene un electroimán que atrae al imán del globo. La corriente que pasa por el electroimán está controlada por un detector de proximidad del globo que hay junto al electroimán, de forma que cuando se acerca mucho el globo, la corriente en el electroimán disminuye, la fuerza de atracción disminuye y el globo cae un poquito. Entonces el detector de proximidad nota que el globo está más lejos y aumente la corriente que pasa por  el electroimán, con lo cual la atracción aumenta y el globo sube  Es decir es un sistema controlado por realimentación que hace que el globo esté moviéndose continuamente alrededor de una posición de equilibrio (estamos hablando de décimas de milímetro de variación.

En realidad es algo más complicado el mecanismo de control, pues la corriente es alterna de alta frecuencia, es una señal rectangular, de hecho se oye un ligero zumbido muy agudo, y lo que realmente se controla es la porción de la onda positiva.

Es una experiencia muy instructiva.

Acerca de Elvira González

Asesora de Ciencias de la Naturaleza en el Berritzegune Central de Bilbao.
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