Induccion electromagnetica
Páginas: 6 (1475 palabras)
Publicado: 1 de noviembre de 2010
Inducción electromagnética
En los el capítulo anterior se ha estudiado el campo magnético constante en el tiempo. En este capítulo se va a estudiar el efecto de los cambios en el tiempo del campo magnético.
Los fenómenos de inducción son muy variados y requieren ser analizados detalladamente para comprenderlos. En ciertos casos, se puede explicar el establecimiento de la corriente inducidaen términos de las fuerzas que ejerce el campo magnético sobre los portadores de carga.
Para introducir los fenómenos de inducción es imprescindible comenzar con al menos una demostración de aula en la que se realizan experiencias que pongan de manifiesto los aspectos esenciales del fenómeno de inducción electromagnética descritas por la ley de inducción de Faraday.
Ley de inducción deFaraday.
Se resolverán todos los casos en los que el flujo puede variar con el tiempo
Cuando el módulo del campo magnético cambia con el tiempo.
Cuando el área de la espira cambia con el tiempo.
Cuando el ángulo entre el campo y el vector superficie cambia con el tiempo.
Respecto al primer tipo se pondrá un ejercicio en los que se da la gráfica del campo magnético en función del tiempo, sepedirá calcular la f.e.m. y dibujar el sentido de la corriente inducida en una espira perpendicular a la dirección de dicho campo uniforme.
Respecto al segundo tipo, una varilla que desliza sobre carriles perpendicularmente a un campo magnético uniforme, nos va a servir de modelo para explicar el mecanismo de la corriente inducida en términos de las fuerzas sobre los portadores de cargas.Explicaremos el concepto de f.e.m. planteando dos situaciones para describir un modelo de generador:
Movimiento de la varilla, generador en circuito abierto.
Movimiento de la varilla deslizando sobre un carril, generador en circuito cerrado.
Otro ejemplo significativo es el de una espira que atraviesa una región donde hay un campo magnético uniforme. Algunos estudiantes se sorprenden al comprobarque no hay corriente inducida cuando la espira está completamente introducida en dicha región. La explicación estriba en establecer la diferencia entre flujo (una cantidad) y la razón de la variación del flujo con el tiempo (su derivada).
Autoinducción, inducción mutua
Un circuito puede producir corriente en otro próximo al mismo sin estar físicamente conectados. En la demostración de aula, sesustituye el imán por un pequeño solenoide conectado a una batería y que se pueda introducir en un solenoide más grande. Se realizan las mismas actividades que con el imán y además, se conecta y se desconecta el interruptor de la corriente. Se puede introducir incluso un núcleo de hierro en el solenoide pequeño, para amplificar el campo magnético. En el contexto de la demostración se puede pedir alos estudiantes que calculen el coeficiente de inducción mutua y demostrar que es independiente del circuito que se nombre como primario o secundario.
El establecimiento de la corriente en un circuito, nos lleva a examinar el papel de la autoinducción cuando la corriente aumenta o disminuye, y al significado de la ley de Lenz ("se opone a ...").
Se compara la autoinducción con elcondensador desde el punto de vista de dispositivos definidos por magnitudes (capacidad y autoinducción) que dependen tan sólo de su geometría y que acumulan energía. Se tomará el solenoide como ejemplo para deducir la fórmula de la densidad de energía asociada a un campo eléctrico/magnético.
Oscilaciones eléctricas.
En el análisis del circuito LC tenemos ocasión de comparar el papel del condensador yde la autoinducción y relacionar el oscilador eléctrico con sus análogos mecánicos.
Objetivos
Comprender que el mecanismo de la inducción electromagnética está asociada a situaciones que dependen del tiempo.
Describir el comportamiento de la autoinducción en un circuito de corriente continua, cuando se cierra y se abre el interruptor.
Calcular la autoinducción de un circuito y la...
En los el capítulo anterior se ha estudiado el campo magnético constante en el tiempo. En este capítulo se va a estudiar el efecto de los cambios en el tiempo del campo magnético.
Los fenómenos de inducción son muy variados y requieren ser analizados detalladamente para comprenderlos. En ciertos casos, se puede explicar el establecimiento de la corriente inducidaen términos de las fuerzas que ejerce el campo magnético sobre los portadores de carga.
Para introducir los fenómenos de inducción es imprescindible comenzar con al menos una demostración de aula en la que se realizan experiencias que pongan de manifiesto los aspectos esenciales del fenómeno de inducción electromagnética descritas por la ley de inducción de Faraday.
Ley de inducción deFaraday.
Se resolverán todos los casos en los que el flujo puede variar con el tiempo
Cuando el módulo del campo magnético cambia con el tiempo.
Cuando el área de la espira cambia con el tiempo.
Cuando el ángulo entre el campo y el vector superficie cambia con el tiempo.
Respecto al primer tipo se pondrá un ejercicio en los que se da la gráfica del campo magnético en función del tiempo, sepedirá calcular la f.e.m. y dibujar el sentido de la corriente inducida en una espira perpendicular a la dirección de dicho campo uniforme.
Respecto al segundo tipo, una varilla que desliza sobre carriles perpendicularmente a un campo magnético uniforme, nos va a servir de modelo para explicar el mecanismo de la corriente inducida en términos de las fuerzas sobre los portadores de cargas.Explicaremos el concepto de f.e.m. planteando dos situaciones para describir un modelo de generador:
Movimiento de la varilla, generador en circuito abierto.
Movimiento de la varilla deslizando sobre un carril, generador en circuito cerrado.
Otro ejemplo significativo es el de una espira que atraviesa una región donde hay un campo magnético uniforme. Algunos estudiantes se sorprenden al comprobarque no hay corriente inducida cuando la espira está completamente introducida en dicha región. La explicación estriba en establecer la diferencia entre flujo (una cantidad) y la razón de la variación del flujo con el tiempo (su derivada).
Autoinducción, inducción mutua
Un circuito puede producir corriente en otro próximo al mismo sin estar físicamente conectados. En la demostración de aula, sesustituye el imán por un pequeño solenoide conectado a una batería y que se pueda introducir en un solenoide más grande. Se realizan las mismas actividades que con el imán y además, se conecta y se desconecta el interruptor de la corriente. Se puede introducir incluso un núcleo de hierro en el solenoide pequeño, para amplificar el campo magnético. En el contexto de la demostración se puede pedir alos estudiantes que calculen el coeficiente de inducción mutua y demostrar que es independiente del circuito que se nombre como primario o secundario.
El establecimiento de la corriente en un circuito, nos lleva a examinar el papel de la autoinducción cuando la corriente aumenta o disminuye, y al significado de la ley de Lenz ("se opone a ...").
Se compara la autoinducción con elcondensador desde el punto de vista de dispositivos definidos por magnitudes (capacidad y autoinducción) que dependen tan sólo de su geometría y que acumulan energía. Se tomará el solenoide como ejemplo para deducir la fórmula de la densidad de energía asociada a un campo eléctrico/magnético.
Oscilaciones eléctricas.
En el análisis del circuito LC tenemos ocasión de comparar el papel del condensador yde la autoinducción y relacionar el oscilador eléctrico con sus análogos mecánicos.
Objetivos
Comprender que el mecanismo de la inducción electromagnética está asociada a situaciones que dependen del tiempo.
Describir el comportamiento de la autoinducción en un circuito de corriente continua, cuando se cierra y se abre el interruptor.
Calcular la autoinducción de un circuito y la...
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