- • Página de inicio
- › Física
- › Electrodinámica
- › Ejercicios
- › Ejemplo n° 3 - AP15
Solución del ejemplo n° 3 de inducción electromagnética. Problema resuelto.Ejemplo, cómo determinar el flujo magnético
Ejemplo n° 3 de electrodinámica
Ejemplo n° 3
Una bobina constituida por 100 espiras circulares de 1 cm de radio se halla en el seno de un campo magnético uniforme de 0,5 T, de modo que el plano de las espiras es perpendicular al campo.
- ¿Cuál es el valor de la diferencia de potencial inducida al girar la bobina 90° en una milésima de segundo?
- Si duplicamos el número de espiras, ¿en cuánto tiempo deberíamos girar 90° la bobina para conseguir la misma fuerza electromotriz?
Desarrollo
Datos:
B = 0,5 T
N = 100 espiras
r = 1 cm
t = 0,001 s
φ = 90°
Fórmulas:
ΔΦ = N·B·S·cos φ
|ε| = N·(ΔΦ/Δt)
Solución
a.
En este caso, la variación del flujo magnético se debe al cambio en la orientación de la espira. El flujo inicial en cada espira valía:
Φinicial = B·S·cos 0° = 0,5 T·π·(0,01 m)² = 1,57·10-4 Wb
Y el flujo final en cada espira:
Φfinal = B·S·cos 90° = 0
Por tanto, la variación de flujo por espira es:
ΔΦ = Φfinal - Φinicial = -1,57·10-4 Wb
Así pues, el valor absoluto de la fuerza electromotriz, o de la diferencia de potencial inducida en el conjunto de espiras, es:
|ε| = N·(ΔΦ/Δt)
|ε| = 100·(1,57·10-4 Wb)/(0,001 s)
Resultado, la diferencia de potencial inducida al girar la bobina 90° es:
|ε| = 15,7 V
b.
En este caso, N' = 2·N. A partir de la expresión |ε| = N·(ΔΦ/Δt) podemos despejar el tiempo necesario para conseguir la misma fuerza electromotriz que en el apartado anterior, y como la variación de flujo se debe al giro de la espira, que es de 90°, entonces:
Δt' = N'·(ΔΦ/|ε|)
Δt' = 200·(1,57·10-4 Wb)/(15,7 V)
Resultado, tiempo deberíamos girar 90° la bobina para conseguir la misma fuerza electromotriz es:
Δt' = 2·10-3 s
• Fuente:
http://www.freewebs.com/fisicamontpe/
Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier
Autor: Leandro Bautista
España.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
Ejemplo n° 3 de electrodinámica por Leandro Bautista se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.
Basada en una obra en https://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/resueltos/ap15-induccion-electromagnetica-ejemplo-03.php
Permisos más allá del alcance de esta licencia pueden estar disponibles en https://www.fisicanet.com.ar/user/condiciones-de-uso.php.