FEM inducida en una barra que se mueve a través de un campo magnético | Khan Academy en Español

Summary

El script describe un experimento donde un campo magnético constante emerge de un anillo y se mueva a través de él un cilindro, lo cual altera el flujo magnético y produce una fuerza electromotriz. La velocidad del cilindro, representada por 'v', y su longitud 'l' son factores clave en este fenómeno. La Ley de Faraday es aplicada para calcular la fuerza electromotriz inducida, que es proporcional a la longitud del cilindro, la velocidad de su movimiento y la magnitud del campo magnético perpendicular a la superficie. La dirección de la corriente inducida se deduce usando la regla de la mano derecha, resultando en un campo magnético inducido en sentido contrario al cambio en el flujo para cumplir con la ley de conservación de la energía. Este concepto es fundamental en la física y se utiliza para entender cómo se generan fuerzas electromotrices en presencia de campos magnéticos cambiantes.

Takeaways

• 🧲 El campo magnético es constante y emerge de la superficie de un anillo.
• 🔵 La magnitud del campo magnético en cualquier punto de la superficie es 'V'.
• 🚀 Un cilindro en la parte derecha del circuito puede moverse hacia la derecha con una velocidad 'v'.
• 📏 El cilindro tiene una longitud 'L'.
• 🔄 El movimiento del cilindro cambiará el área contenido en el circuito, provocando un cambio en el flujo magnético.
• 🌀 La ley de Faraday indica que un cambio en el flujo magnético induce una fuerza electromotriz (EMF).
• ⚡ La fuerza electromotriz inducida es proporcional al número de circuitos (n=1 en este caso) y al cambio en el flujo magnético con el tiempo.
• 📐 El cambio en el área a través del tiempo es determinado por la distancia recorrida por el cilindro multiplicado por su longitud.
• ↕ La barra se mueve perpendicular al campo magnético original, lo que es crucial para el cambio en el área.
• 🔢 La fórmula para el cambio de flujo con el tiempo se simplifica a L * v * B, donde 'L' es la longitud, 'v' la velocidad y 'B' el campo magnético.
• ➡ La dirección de la corriente inducida se determina por la regla de la mano derecha, y debe ser opuesta al cambio en el flujo para no violar la ley de conservación de energía.
• 🔄 El campo magnético inducido por la corriente tiene que ir en sentido opuesto al cambio de flujo, lo que en este caso, hace que la corriente circule en sentido horario.

Q & A

¿Cuál es la magnitud del campo magnético en cualquier punto de la superficie del anillo?

La magnitud del campo magnético en cualquier punto de la superficie del anillo es 'V'.

¿Qué sucede cuando se mueve el cilindro hacia la derecha en la parte derecha del circuito?

Al mover el cilindro hacia la derecha, se produce un cambio en el área contenido por el circuito, lo que provoca un cambio en el flujo magnético.

¿Cómo se deduce que se inducirá una fuerza electromotriz en el circuito?

Según la ley de Faraday, cualquier cambio en el flujo magnético a través de un circuito cerrado induce una fuerza electromotriz.

¿Cuál es la relación entre el número de circuitos (n) y la fuerza electromotriz inducida?

El número de circuitos (n) es un factor que multiplica la fuerza electromotriz inducida. En este caso, n es igual a 1.

¿Por qué la fuerza electromotriz inducida causa una corriente que viaja en una dirección específica en el circuito?

La fuerza electromotriz inducida causa una corriente que viaja en el circuito en la dirección opuesta al cambio en el flujo magnético para cumplir con la ley de conservación de la energía.

¿Cómo se calcula el cambio en el área a lo largo del tiempo?

El cambio en el área se calcula multiplicando la distancia recorrida por la barra (que es la longitud de la barra multiplicado por la velocidad) por el tiempo transcurrido.

¿Cómo se relaciona la velocidad (v) del cilindro con el cambio en el flujo magnético?

El cambio en el flujo magnético está directamente proporcional a la velocidad (v) con la que se mueve el cilindro, considerando que el campo magnético es constante.

¿Cómo se determina la dirección de la corriente inducida en el circuito?

La dirección de la corriente inducida se determina aplicando la regla de la mano derecha, donde el pulgar indica la dirección de la corriente y los dedos indican la dirección del campo magnético inducido.

¿Por qué la corriente inducida no puede viajar en la misma dirección que el campo magnético original?

Si la corriente inducida viajara en la misma dirección que el campo magnético original, aumentaría el cambio en el flujo, lo que violaría la ley de la conservación de la energía.

¿Cómo se describe el movimiento del cilindro en relación con el campo magnético?

El cilindro se mueve de manera perpendicular al campo magnético original, lo que es crucial para el cambio en el área y, por tanto, en el flujo magnético.

¿Cuál es la fórmula que describe la fuerza electromotriz inducida en función de la barra que se mueve perpendicular al campo magnético?

La fórmula es L * B * (dL/dt), donde L es la longitud de la barra, B es el campo magnético y (dL/dt) es la tasa de cambio de la longitud del área a lo largo del tiempo.