FUERZA ELECTROMOTRIZ VARIANDO CAMPO
EJERCICIO RESUELTO DE OBTENCIÓN DE FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA VARIANDO EL CAMPO MAGNÉTICO:
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FORMA PARTE DEL PROCESO Y LOS MATERIALES DETERMINADOS POR LA PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA: FÍSICA DE 2º DE BACHILLERATO: DESARROLLO DE LA ASIGNATURA
EJERCICIO F2BE1953 DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA:
Una bobina circular de 4 cm de radio y formada por 30 espiras se sitúa en un campo magnético, dirigido perpendicularmente al plano de la bobina, cuyo módulo en función del tiempo es: B(t)=0,01·t+0,04·t2 , donde t está dado en segundos y B en Teslas. Determinar:
a) Flujo del campo magnético en función del tiempo.
b) La fuerza electromotriz inducida en función del tiempo.
c) La fuerza electromotriz a los 5 segundos.
RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:
El flujo magnético para una espira:
El flujo magnético para una bobina con N espiras se define como:
Si el campo es perpendicular al plano de la bobina, el ángulo entre el campo magnético B y el vector superficie (perpendicular a la superficie) es de cero grados, con lo que:
Teniendo además el cuenta que la superficie de la espira, dado que es circular:
Nos queda que el flujo en función del tiempo:
b.- La fuerza electromotriz, según la Ley de Faraday-Lenz se obtiene derivando el flujo de campo magnético con respecto al tiempo:
Por lo tanto:
c.- Del resultado anterior, sustituyendo para un tiempo de 5 segundos:
