Qué es el motor homopolar
El motor homopolar (o motor de Faraday) es el motor eléctrico más simple que existe: una pila, un imán y un trozo de alambre. Funciona por la fuerza de Lorentz (F = I × B × L) sobre una corriente que fluye radialmente en un campo magnético axial. No tiene conmutador, escobillas, bobinas enrolladas ni núcleo de hierro. Solo corriente continua + imán permanente = movimiento rotatorio continuo.
Materiales (coste < 5 €)
- 1 pila alcalina AA, C o D (D dura más, más corriente).
- 1 imán de neodimio disco (NdFeB) 10-20 mm Ø × 3-5 mm, N35-N52. ¡Cuidado! Imán fuerte: pellizca piel, rompe pantallas, traga si se suelta.
- ~10-15 cm alambre de cobre desnudo (esmaltado 1-1,5 mm Ø o cable flexible 1,5 mm² pelado).
- 1 clavo/ornillo de acero (opcional, para centrar imán en polo + de pila).
- Gafas de seguridad (obligatorio: el alambre gira a > 5000 rpm, puede salir disparado).
- Cinta aislante / blu-tack.
- Superficie no metálica, limpia.
Construcción paso a paso (versión «wire dancer» / alambre libre)
- Coloca el imán en el polo positivo (+) de la pila (extremo con relieve). El imán se adhiere magnéticamente. Si usas clavo: clava clavo en centro del imán; clavo+pila+imán quedan unidos verticalmente.
- Dobla el alambre en forma de «corazón» / «V» invertida / espiral suelta: un extremo toca el polo negativo (-) de la pila (fondo plano), el otro extremo roza lateralmente el borde del imán. La forma debe permitir que el alambre gire libremente alrededor del eje pila-imán sin atascarse.
Diseño clásico: alambre en forma de rectángulo redondeado: base plana sobre polo -, dos lados suben, arco superior roza borde imán.
- Fija el contacto inferior: pega con blu-tack o cinta el extremo del alambre al polo - de la pila (buen contacto eléctrico).
- Ajusta el contacto superior: el arco/extremo libre debe rozar ligeramente el borde cilíndrico del imán. Si aprieta demasiado → frena; si no toca → no hay circuito. Ajusta doblando suavemente.
- ¡Ponte gafas! Suelta el alambre con cuidado. Debería empezar a girar alrededor de la pila/imán inmediatamente (sentido horario o antihorario según polaridad imán y corriente).
- Control de velocidad: toca/retira suavemente el contacto superior con el dedo (aislado) para modular corriente.
Por qué gira (física)
- Corriente I fluye desde polo + (a través de imán) → alambre → polo -.
- Campo magnético B sale axialmente del imán (N → S).
- En el segmento de alambre que roza el imán, corriente es radial (hacia afuera/centro) y B es axial.
- Fuerza de Lorentz F = I L × B es tangencial → par motor → giro.
- El alambre gira → el contacto se mantiene (rozamiento) → corriente continua → giro sostenido.
Variantes y experimentos
- Motor homopolar con alambre en espiral (spring): alambre enrollado en hélice suelta alrededor de pila+imán; gira como tornillo.
- Pila + imán + tornillo (sin alambre externo): pon tornillo en polo - (cabeza imantada por imán en +). El tornillo gira solo (corriente fluye a través del tornillo).
- Múltiples imanes en serie: más campo B → más par → más velocidad (hasta saturación).
- Medir RPM: smartphone + app estroboscópica / fotodiodo + Arduino / contador láser. Típico: 3000-10000 rpm.
- Medir corriente: multímetro en serie (modo A) → 0,5-2 A típicos (cortocircuito virtual de pila alcalina). ¡Pila se agota en minutos!
Seguridad y límites
- Gafas SIEMPRE. Alambre a 10k rpm = proyectil.
- Pila se calienta (cortocircuito). No dejes > 1-2 min continuos. Deja enfriar.
- Imán de neodimio: aleja de tarjetas magnéticas, discos duros, marcapasos, niños, mascotas. Si se tragan dos → perforación intestinal. Supervisión adulta obligatoria.
- No uses pilas de litio (Li-ion, LiFePO₄, primarias Li): riesgo incendio/explosión en cortocircuito.
- Alambre se calienta en contacto con imán (efecto Joule). No toques zona de rozamiento.
Valor educativo
Demuestra de forma visceral: electricidad + magnetismo = movimiento. Base de todos los motores eléctricos. Ideal para introducir fuerza de Lorentz, ley de Faraday, circuitos CC, energía cinética. ¡Y es hipnótico de ver!
