Induccion Electromagnetica

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

CONTENIDO
• Ley de Faraday • Ley de Lenz • Fem inducida • Inductancia • Auto inductancia • Inductancia Mutua

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OBJETIVO la clase
•Definir inducción electromagnética •Enunciar la ley de Faraday •Enunciar la ley de Lenz •Calcular fem inducida en una espira

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INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Los experimentos de Faraday en 1831 y los efectuados por Joseph Henryen ese mismo año mostraron que es posible inducir una fem en un circuito en un campo magnético variante en el tiempo.

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INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
La ley de Faraday se puede enunciar en general, como: La fem inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez de cambio del flujo magnético a través del circuito

fem = −

dΦ B dt
LEY DE LENZ

fem = − N

dΦ B dt
5INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Analizando una espira que encierra una superficie A se encuentra en un campo magnético B, el flujo magnético es:

Φ B = BA cos θ
Entonces la fem resulta:

fem = − N

d (BA cos θ ) dt

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INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

fem = − N

d (BA cos θ ) dt

De esta expresión se puede observar que una fem puede ser inducida por: La magnitud de B puede cambiar en eltrascurso del tiempo El área A encerrada puede cambiar en el trascurso del tiempo El ángulo θ existe entre B y la normal de la espira puede cambiar
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APLICACIONES DE LA LEY DE FARADAY
Interruptor de falla a tierra GFI

Guitárra eléctrica

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EJEMPLO
1. Una bobina esta constituida por 200 vueltas de alambre. Cada vuelta forma un cuadrado de 18 cm de lado, que esta inmerso en un campomagnético uniforme directamente, perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia linealmente de 0 a 0.50 T en 0.80 s, ¿Cuál es la magnitud de la fem inducida en la bobina mientras el campo cambia? 2. Una espira de alambre que encierra una superficie A se coloca en una región donde en campo magnético es perpendicular al plano de la espira. La magnitud de B varia con el tiempo según laexpresión B=Bmáx e-at , siendo a alguna constante. Esto es, en t=0 el campo tiene el valor Bmáx, y t>0, el campo disminuye en forma exponencial. Determine la fem inducida en la espira como una función del tiempo.

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INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
De la ley de Faraday indica que la fem inducida y el cambio en el flujo tienen signos algebraicos opuestos. Esto tiene una interpretación física muy real quese conoce como la ley de LENZ: La corriente inducida en una espira esta en la dirección que crea un campo magnético que se opone al cambio en el flujo magnético en el área encerrada por la espira

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EJEMPLO
Se coloca un anillo metálico cerca de un solenoide, como se muestra en la figura encuentre la dirección de la corriente inducida en el anillo. a) En el instante en que se cierra elinterruptor b) Después de que el interruptor estuvo cerrado durante varios segundos c) En el instante en que se habré el interruptor

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EJEMPLO
Una espira metálica rectangular de dimensiones de l y w y de resistencia R se mueve hacia la derecha con una rapidez constante v, como se muestra en la figura. La espira pasa a través de un campo magnético B dirigido hacia el interior de la página y quese extiende a una distancia 3w a lo largo del eje de las x. Si definimos x como la posición del lado derecho de la espira a lo largo del eje de las x, trace como función de x, a) El flujo magnético a través del área encerrada b) La fem de movimiento inducida c) La fuerza aplicada externa necesaria para contrarrestar la fuerza magnética y hacer que v sea constante

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INDUCCIÓNELECTROMAGNÉTICA
Diagrama esquemático de un generador CA

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INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Diagrama esquemático de un generador de CD

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OBJETIVO la clase
•Definir inductancia •Resolver circuitos RL

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INDUCTANCIA
La autoinducción: 1.- Se cierra el interruptor 2.- Conforme aumenta la corriente en el tiempo, también aumenta el campo B 3.- Se induce un fem (fuerza contraelectromotriz) en la...