Fuerza electromotriz inducida 05

 

 

La espira rectangular tiene el lado ab (10 cm) móvil y está dentro de un campo magnético uniforme de 1 T perpendicular a su plano.

a)  Indica el sentido de la corriente inducida según dicho lado se mueva hacia la derecha o izquierda.

b)  Si el lado móvil se desplaza a 2 m/s calcula la f.e.m inducida.

 

 

Solución:

a)  Tomamos el vector superficie de la espira hacia afuera de la pantalla. (En las superficies que no encierran volumen la dirección del vector no está definida. Se puede tomar el sentido que más guste  pero, eso sí, manteniéndolo a lo largo de todo el cálculo)

 

La espira tiene flujo positivo.

Desplazamiento hacia la derecha.

 

Al desplazar el segmento móvil hacia la derecha se aumenta la superficie de la espira y lo mismo ocurre con el flujo positivo que la atraviesa. Para compensar el aumento de flujo positivo se deberá crear un flujo negativo y, para producirlo, tendrá que aparecer un campo adicional B’, en dirección contraria al vector superficie.

 

Para que aparezca un campo con la dirección de B’, la corriente inducida I’ deberá circular en sentido de las agujas del reloj.

 

Desplazamiento hacia la izquierda.

 

Al desplazar el segmento móvil hacia la izquierda se disminuye la superficie de la espira y lo mismo ocurre con el flujo positivo que la atraviesa. Para compensar la disminución de flujo positivo se deberá crear un flujo positivo y, para producirlo, tendrá que aparecer un campo adicional B’, en la dirección del vector superficie.

 

Para que aparezca un campo con la dirección de B’, la corriente inducida I’ deberá circular en sentido contrario al de las agujas del reloj.

 

b)  Datos: h = ab = 10 cm; B = 1 T; v = 2 m/s

Tomamos el vector superficie de la espira hacia afuera de la pantalla.

 

F = B S cos 0º = B S = B h L

Sabemos la expresión del flujo en función de L que depende del tiempo (al desplazar el lado móvil, cambiará el valor de L), luego calcularemos la f.e.m instantánea.

 

Debemos tener en cuenta L nos da la posición de la barra móvil, luego dL/dt será la velocidad de dicha barra.

e = –1 T·0,10 m·2 (m/s) = –0,2 V

Dimensionalmente:

 

El signo de la f.e.m determina el sentido en que circulará la corriente inducida, pero no es nada fácil su interpretación.

Mediante la ley de Lenz se determina mejor el sentido de la corriente inducida.

Nota: Si la barra se moviera en sentido contrario, la velocidad sería negativa y la f.e.m resultaría positiva.

 

 

 

 

 

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