FISICA INTRODUCCION ELECTROMAGNETICA

Inducción electromagnética:



Esquema del principio de la inducción electromagnética
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produceuna corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que la magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Estoes válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él.
Problemas de Inducción electromagnética
Problema 1


 Una bobina compuesta de N espiras apretadas del mismo radio r, está apoyada en un plano que hace 30º con la horizontal. Se establece un campo magnético B en la dirección vertical. Suponiendo que el radio de las espirasdecrece con el tiempo de la forma r=r0-vt  Calcular la fem y dibujar el sentido de la corriente inducida, razonando la respuesta.

Flujo y fem
Φ=B⋅S=BNπr2cos30=BNπ(r0−vt)23√/2Vε=−dΦdt=3√πBN(r0−vt)v
Representar en el circuito el sentido del campo y de la corriente inducida en cada cuarto de periodo, explicando el resultadose opone a la disminución del flujo, tiene el sentido indicado en la figuraProblema 2

Flujo y fem
Φ=B·S=B0cos(ωt)(NS)cos30
Vε=−dΦdt=3√2NSB0ωsin(ωt)
Sentido de la corriente inducida


Problema 3

Una bobina formada por 120 espiras rectangulares apretadas, de dimensiones 4 cm y 12 cm, está situada en un plano que forma 30º con el plano XY. La bobina está en una región en la que existe un campo magnético paralelo al eje Z que varía entre -0.003 y 0.003 T de laforma indicada en la parte derecha de la figura.
Para cada uno de los intervalos de tiempo: 0-1, 1-2, 2-4, 4-5  ms (milisegundos).  Dibujar en la bobina el sentido de la corriente inducida (razonando la respuesta) 
Calcular la fem.
Hacer un gráfico de la intensidad en función del tiempo, sabiendo que la resistencia de la bobina es 50 Ω.
 

Flujo y fem
Φ=B·S=B(NS)cos30=B·0.04·0.12·120·cos30Vε=−dΦdt=−3√⋅0.288⋅dBdti=VεR=−0.005763√dBdt
Intensidad de la corriente inducida
0-1  ms, B=cte, Vε=0, i=0
1-2 ms
dBdt=−3⋅10−3−3⋅10−32⋅10−3−10−3=−6i=0.06 A
2-4ms, B=cte, Vε=0, i=0
4-5 ms
dBdt=3⋅10−3−(−3⋅10−3)5⋅10−3−4⋅10−3=6i=−0.06 A
Sentido de la corriente inducida



Generador eléctrico

Generador eléctrico de una fase que genera una corriente eléctrica alterna(cambia periódicamente de sentido), haciendo girar un imán permanente cerca de una bobina.
Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica eneléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricosdispuestos sobre una armadura (denominada también estátor). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.
Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corrienteinducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.
El proceso inverso sería el realizado por un motor eléctrico, que transforma energía eléctrica en mecánica.
Otros sistemas de generación de corrientes eléctricas
No sólo es posible obtener una corriente eléctrica a partir de energía mecánica de rotación sino que es posible...