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Inducción electromagnética. AP15

Electrodinámica: 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.

Solución

a) ¿Cuál es el valor de la diferencia de potencial inducida al girar la bobina 90° en una milésima de segundo?

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) = 100·(1,57·10-4 Wb)/(0,001 s) = 15,7 V

b) Si duplicamos el número de espiras, ¿en cuánto tiempo deberíamos girar 90° la bobina para conseguir la misma fuerza electromotriz?

En este caso, N´ = 2·N. A pertir 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|) = 200·(1,57·10-4 Wb)/(15,7 V) = 2·10-3 s

Fuente: http://www.freewebs.com/fisicamontpe/

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

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