Ley de induccion de faraday

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

FISICA III

TRABAJO DE INVESTIGACION

TRIMESTRES OTOÑO 2010

A 8 DE DICIEMBRE DE 2010

1. LEY DE INDUCCION DE FARADAY
Con base en sus experimentos, Faraday enunció la ley del Electromagnetismo: la fem inducida en un circuito formado por un conductor o una bobina es directamente proporcional al número de líneas de fuerza magnética cortadas en un segundo.En otras palabras: la fem inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que envuelve.
La ley anterior, en términos de la corriente inducida, se expresa de la siguiente manera: la intensidad de la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético.
La Ley de Faraday se expresamatemáticamente como: ε=- ∆Φ
∆t
O bien ε= - Φf- Φi
t
Donde ε = fem media inducida en volts (V)
Φf = flujo magnético final en webers (wb)
Φi = flujo magnético innicial en webers (wb)
t =tiempo en que se realiza la variación del flujomagnético medido en segundos (seg).
El signo negativo (-) de la ecuación se debe a la oposición existente entre la fem inducida y la variación del flujo que la produce (Ley de Lenz).
Cuando se trata de una bobina que tiene N número de vueltas o espiras, la expresión matemática para calcular la fem inducida será:
ε=-NΦf-Φi
t
Al calcular la fem inducida en un conductorrecto de longitud L que se desplaza con una velocidad v en forma perpendicular a un campo de inducción magnética B se utiliza la expresión:
ε= BLv
PROBLEMAS DE LEY DE FARADAY
1.- Una bobina de 60 espiras emplea 0.04 segundos en pasar entre los polos de un imán en forma de herradura desde un lugar donde el flujo magnético es de 2x10-4 webers a otro en el que éste es igual a 5x10-4 webers. ¿Cuál esel valor de la fem media inducida?
Datos Fórmula Sustitución
N=60 ε=-NΦf-Φi ε=-60(5x10-4 wb-
t=0.04 seg t 2x10-4 wb)/0.04
Φi=2x10-4 wb seg.
Φf=5x10-4 wb ε=-0.45 Volts
ε=?

2.- Un conductor rectilíneo de 10 cm de longitud se mueve perpendicularmente a un campo de inducción magnética igual a 0.4 teslas con una velocidad de 3 m/seg. ¿Cuál es el valor de la fem inducida?Datos Fórmula Sustitución
L=10 cm=0.10 m ε=BLv ε=0.4 Tx0.10mx
B=0.4 Teslas 3 m/seg
v=3 m/seg ε= 0.12 Volts
ε=?

3.- El flujo magnético que cruza una espira de alambre varía de 0.002 wb a 0.004 wb en 0.03 segundos. ¿Qué fem media se induce en el alambre?
Datos Fórmula Sustitución.
Φf=0.004 wb ε=-Φf-Φi ε=-0.004 wb-
Φi=0.002 wb t 0.002 wb/0.03 seg
t=0.03 seg ε=-6.6x10-2 Volts
ε=?

2. FEM DEBIDO A UN MOVIMIENTO Y LEY DE LENZ
3.1 ENUNCIADO DE LA LEY DE FARADAY-HENRY

Un flujo variable produce una fem inducida en una espira. Como esta fem es el trabajo realizado por unidad de carga, esta fuerza por unidad de carga es el campo eléctrico inducido por el flujo variable. La integral de línea de este campo eléctrico alrededor de un circuito completoserá el trabajo realizado por unidad de carga, que coincide con la fem del circuito.

3.2 LEY DE LENZ
La fem y la corriente inducida en un circuito poseen una dirección y sentido tal que tienden a oponerse a la variación que los produce.

3.3 FUERZA ELECTROMOTRIZ EN MOVIMIENTO
Supongamos una varilla conductora que se desliza a lo largo de dos conductores que están unidos a unaresistencia.

I

El flujo magnético varía porque el área que encierra el circuito también lo hace.

Fem de movimiento es toda fem inducida por el movimiento relativo de un campo magnético y un segmento de corriente.
El campo magnético ejerce una fuerza magnética sobre la varilla que se opone al movimiento

I


El resultado es que si impulsamos la varilla con una cierta...