Campo magnetico

PAÍS VASCO / JUNIO 02. LOGSE / FÍSICA / ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

CUESTIONES 3. Ley de Lenz de la inducción electromagnética. Aplicaciones. Ley de Lenz: el sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la variación de flujo que la produce. Aplicaciones de la inducción electromagnética son los generadores de corriente alterna, los motores eléctricos...

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MADRID / SEPTIEMBRE 04. LOGSE / FÍSICA / ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO / REPERTORIO A / PROBLEMA 2

PROBLEMA 2 2. Una espira conductora circular de 4 cm de radio y de 0,5 de resistencia está situada inicialmente en el plano XY. La espira se encuentra sometido a la acción de un campo magnético uniforme B, perpendicular al plano de la espira y en el sentido positivo deleje Z. a) Si el campo magnético aumenta a razón de 0,6 T/s, determine la fuerza electromotriz y la intensidad de la corriente inducido en la espira, indicando el sentido de la misma. b) Si el campo magnético se estabiliza en un valor constante de 0,8 T, y la espira gira alrededor de uno de sus diámetros con velocidad angular constante de 10 rad/s, determine en estas condiciones el valor máximo de lafuerza electromotriz inducida. Calculamos el valor del área de la espira en unidades del sistema internacional S ·R 2 43,98 cm 2 4,4·10 3 m 2 a)

z B = cte y

La fuerza electromotriz inducida es:
d dt d B·s dt dB dS ·S B dt dt

Como la superficie de la espira no varia en ningún momento, la única aportación a la variación de flujo la hace el campo:

x

dB ·S dt
I 2,64·10 0,5
3

0,6· 4,4·10

3

2,64 ·10

3

V

Aplicando la ley de Ohm:
R 5,28 ·10
3

A

El sentido de la corriente debe producir un flujo que se oponga a la variación del existente, de modo que la corriente debe recorrer la espira en el mismo sentido que las agujas del reloj. b) En este caso la variación del flujo se debe a la de la superficie.

S S 0 cos t B dS dt BS0 sen t 0,8·4,4·10 3 ·10·sen10 t V

Como la fuerza electromotriz es sinusoidal, presenta sus máximos cuando el seno valga la unidad. 1 2n 4n 1 s 2n ; t sen10 t 1; 10 t 20 10 20 2

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LA RIOJA / SEPTIEMBRE 04. LOGSE / FÍSICA / ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO / CUESTIONES / CUESTIÓN 5

CUESTIONES
5.- Una corriente de 20 A circula por alambre largo y recto. Calcular elvalor del campo magnético en un punto situado a 20 cm del alambre. Aplicamos La ley de Biot y Savart:

I B d B B

B

µ0I 2 d

4 ·10 7 ·20 2 ·0,2

2·10

5

T

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NAVARRA / JUNIO 04. LOGSE / FÍSICA / ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO / EJERCICIO 1 / CUESTIÓN 3

EJERCICIO 1 CUESTIÓN 3 3) Explicar el funcionamiento de un transformadoreléctrico (2,5 puntos) Un transformador es un dispositivo formado por un núcleo credo a partir de finas láminas de acero pegadas y dispuestas en forma de marco, entorno a las cuales y en lados opuestos, hay dos arrollamientos denominados primario y secundario. Se utiliza para convertir una diferencia de potencial alterna en otra diferencia de potencial alterna de as mismas características que laanterior pero de distinto valor. Los arrollamientos primario y secundario tienen N1 y N2 espiras, respectivamente y se realizan alrededor de un núcleo de hierro laminado, para evitar las corrientes de Foucault. Al hacer circular por el circuito primario una corriente alterna cuya intensidad varía con el tiempo, se genera un campo magnético variable en el interior de ambos arrollamientos. Aplicando la leyde Faraday-Henry, la fuerza electromotriz que se induce en cada uno de los circuitos es:

220 V

12 V

; 2 t Dividiendo ambas expresiones se obtiene la relación:
1
1 2

N1

N2

t

N1 N2

t

N1 N2

t Que nos proporciona el valor de la fuerza electromotriz que se induce en uno de los arrollamientos a partir del valor de la fuerza electromotriz que circula por el otro. En...