Diferencia entre revisiones de «Tobera magnética»

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== Funcionamiento básico de una tobera magnética ==
 
Las toberas magnéticas, como las ya nombradas toberas convergente-divergente materiales tradicionales, transforman la energía interna del propulsante en energía cinética dirigida axialmente, produciendo el aumento de velocidad buscado{ <ref>Andersen et al.} Phys. Fluids 12, 557 (1969).</ref>. Hasta la garganta de la tobera, el chorro de plasma es subsónico, y va adquiriendo velocidad a medida que la sección del tubo magnético se va reduciendo. En la garganta, sección de mínima área, el chorro de plasma sufre una transición sónica, y se torna supersónico. Ya en la parte divergente, la expansión del plasma provoca su aceleración.
 
Si la intensidad del campo magnético aplicado y las condiciones del plasma son adecuadas, el campo magnético confinará y guiará a el plasma en su expansión, consiguiendo producir el deseado efecto "tobera". Se dice entonces que el plasma se encuentra magnetizado.
 
En estas circunstancias, los electrones llevan a cabo un movimiento helicoidal entorno a las líneas de campo{<ref>E. Ahedo y M. Merino}, "Two-dimensional supersonic plasma acceleration in a magnetic nozzle", Physics of Plasmas 17, 073501 (2010).</ref>, con un radio mucho más pequeño que las longitudes macroscópicas del sistema, y el centro de giro de cada uno de ellos permanece sobre un mismo tubo de corriente magnética. De esta forma, los electrones están adheridos al campo magnético, que les obliga a moverse siguiendo dichos tubos de campo.
 
Los iones, de masa mucho mayor que los electrones, no se encuentran magnetizados en general, y su tendencia es a seguir su movimiento de manera rectilínea, dominado por su propia inercia. No obstante, a medida que el plasma se desplaza aguas abajo en la sección divergente de la tobera y el chorro de electrones se va abriendo, estos tiran de los iones a través del campo eléctrico ambipolar que se desarrolla al intentar separar las cargas negativas de las positivas, consiguiendo su expansión supersónica y por tanto su aceleración. Este hecho obliga a que el plasma permanezca en todo momento cuasineutro, lo que significa que las máximas caídas de potencial posibles son del orden de la energía interna del plasma.
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