nivel ing

LEY DE INDUCCION DE FARADAY

1.- Una bobina consta de 200 vueltas de alambre y tiene una resistencia total de 2 Ω. Cada vuelta es un cuadrado de 18 cm de lado y se activa un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia linealmente de 0 a 0,5 tesla en 0,8 seg. ¿Cual es la magnitud de la fem inducida en la bobina mientras esta cambiando el campo?
El área deuna vuelta de la bobina es:
Lado = 18 cm = 0,18 m
A = 0,18m * 0,18m = 0,0324 m2
El flujo magnético a través de la bobina en t = 0 es cero, puesto que B = 0 en dicho momento. Φ2 = 0
En t = 0,8 seg. El flujo magnético a través de una vuelta de la bobina es: Φ1 = B * A
Φ1 = 0,5 T * 0,0324 m2
Φ1 = 0,0162 T m2
Por tanto, la magnitud de la fem inducida es:
ΔΦBB = Φ1 – Φ2 = 0,0162 T m2 –0 = 0,0162 T m2
N = 200 vueltas.
Δt = 0,8 seg
ε= (N) [Δ φ B/Δt]
ε= (N) [Δ φ B/Δt]= 200 (0,0162 Tm2 /0,8 seg.) = 3,24 Tm2 /0,8 seg. = 4.05 voltios
ε = 4,05 voltios





2.- 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 es el valor de la fem media inducida?
Datos
N=60 Φi=2x10-4 wb Φf=5x10-4 wb ε=?
t=0.04 seg
Formula Sustitución
ε=-N (Φf- Φi ε)/ t =-60(5x10-4 wb-2x10-4 wb)/0.04 seg.
Resultado ε=-0.45 Volts















3.- Un conductor rectilíneo de 10 cm de longitud se mueve perpendicularmente a un campo de inducción magnética igual a0.4 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=?
4.- Un circuito serie de corriente alterna consta de una resistencia R de 200 Ω una autoinducción de 0’3 H y un condensador de 10 µF. Si el generador suministra una fuerzaelectromotriz V = 2 0’5 sen (1000 t), calcular:
a) La impedancia del circuito
b) La intensidad instantánea

a)

b)

; rad
circuito inductivo  Tensión adelantada respecto de I
(Intensidad RETRASADA respecto V)

5.- Un circuito serie R-L-C está formado por una bobina de coeficiente de autoinducción L= 1 H y resistencia óhmica interna de 10 Ω, un condensador de capacidad C=5 µF, y una resistencia de 90 Ω. La frecuencia de la corriente es de 100 Hz. Si el circuito se conecta a un generador de corriente alterna de 220 V de tensión máxima, calcular:
a) La potencia disipada por el circuito
b) La expresión de la intensidad instantánea

a)


V ; W
b)
; rad

o




LEY DE LENZ
problema1
Uncarrete de hilo conductor, de 500 espiras de 0.05 m. De radio, está colocado en un campo magnético uniforme de módulo 0.1 T, de modo que el flujo que lo atraviesa es máximo. A) Hallar la f.e.m. media inducida en el carrete si, en un intervalo de 0.o2 s, el campo duplica su valor. B) Hallar la f.e.m. media inducida, si el carrete gira 180º con respecto a un eje que pasa por su centro y es perpendicularal campo magnético, en un intervalo de 0.02 s, cuando éste vale 0.1 T.
SOLUCION
a)  = N B  S; máx  = 0º   = N B S
Ley de Faraday – Lenz:  = - d / dt

m = 2 -1 / t2 – t1 = 21 - 1/t = NB1R2/t 
m = 500 x 0.1 x  x 0.052 / 0.3 = 19.63 V

b)  = NBS cos 
m = 2 x 500 x 0´1 x  x 0.052 / 0.02 = 39.27 VTRANSFORMADOR IDEAL
Ejemplo 1.- Un transformador monofásico de 100 Kva. 3000/220 v, 50 Hz, tiene 100 espiras en el devanado secundario. Supuesto que el transformador es ideal, calcular:
a) Corrientes primaria y secundaria a plena carga
b) Flujo máximo
c) Numero de espiras del arrollamiento primario?
a) Los valores de la corriente primaria y secundaria a plena carga...