Ejemplo: Magnitud y dirección de una fem inducida
Se coloca una
bobina de alambre que contiene 500 espiras circulares con radio de 4.00 cm
entre los polos de un electroimán grande, donde el campo magnético es uniforme
y tiene un ángulo de 60° con respecto al plano de la bobina. El campo disminuye
a razón de 0.200 T/s. ¿Cuáles son la magnitud y dirección de la fem inducida?
Nuestra incógnita
es la fem inducida por un flujo magnético variable a través de la bobina. El
flujo varía debido a que la magnitud del campo magnético disminuye.
Se elige que la dirección
del vector de área A sea la que se
observa en la figura:
Ejemplo: Fem y corriente inducida en una espira
El
campo magnético entre los polos del electroimán de la figura es uniforme en
cualquier momento, pero su magnitud se incrementa a razón de 0.020 T/s. El área
de la espira conductora en el campo es de 120 cm², y la resistencia total del
circuito, incluyendo el medidor, es de 5.0 Ω.
a) Encuentre la fem inducida
y la corriente inducida en el circuito.
b) Si se sustituye la espira
por otra hecha de un material aislante, ¿qué efecto tendrá esto sobre la fem
inducida y la corriente inducida?
El campo magnético a través de la espira cambia
conforme se modifica el campo magnético. De esta forma, habrá una fem inducida
en la espira y es posible encontrar su valor (una de las incógnitas) empleando
la ley de Faraday.
Podemos
calcular el flujo magnético utilizando la ecuación:
Luego,
utilizamos la ley de Faraday de acuerdo con la ecuación:
para
determinar la fem inducida resultante, Ԑ.
Después se calcula la corriente inducida que produce esta fem, por medio de la
relación Ԑ = IR,
donde R es la resistencia total del circuito que incluye la espira.para
determinar la fem inducida resultante, Ԑ.
Después se calcula la corriente inducida que produce esta fem, por medio de la
relación Ԑ = IR,
donde R es la resistencia total del circuito que incluye la espira.
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