EJEMPLO 1 LEY DE FARADAY

Summary

En este ejercicio sobre la Ley de Faraday, se calcula la fuerza electromotriz inducida (fem) en una bobina de 20 espiras que se encuentra en una región con un campo magnético variable. Se analizan los datos, como el área de la bobina, las variaciones en la densidad de flujo magnético, y el tiempo transcurrido. Utilizando la fórmula de la ley de Faraday, se determina que la fem inducida es de -10 voltios, destacando la relación entre el cambio de flujo magnético y la inducción de voltaje en el sistema. Este proceso subraya cómo los campos magnéticos cambiantes generan electricidad en bobinas.

Takeaways

• 😀 Se va a desarrollar un ejercicio de la ley de Faraday, utilizando una bobina de alambre con un área de 2 × 10⁻³ metros cuadrados.
• 😀 En el ejercicio, la bobina se coloca en una región con una densidad de flujo magnético inicial de 0.65 tesla, que aumenta a 1.4 tesla en un intervalo de tiempo de 0.003 segundos.
• 😀 La bobina tiene 20 espiras, lo que es un dato importante para calcular la fuerza electromotriz (fem).
• 😀 Para resolver el ejercicio, se utiliza la fórmula de la ley de Faraday, considerando la variación del flujo magnético.
• 😀 La fórmula para el flujo magnético es Φ = B × A, donde B es la densidad del flujo magnético y A es el área de la bobina.
• 😀 Se calcula la diferencia en el flujo magnético restando el flujo final (1.4 T) y el flujo inicial (0.65 T), lo que da un cambio de 0.75 tesla.
• 😀 El flujo magnético se obtiene multiplicando este cambio por el área de la bobina, lo que da un valor de 1.5 × 10⁻³ Weber.
• 😀 La fem inducida se calcula usando la fórmula fem = -N × (ΔΦ/Δt), donde N es el número de espiras, ΔΦ es el cambio en el flujo magnético y Δt es el tiempo de variación del flujo.
• 😀 Al sustituir los valores en la fórmula de la fem, se obtiene un valor de -10 voltios.
• 😀 La negativa en la fem indica que la dirección de la corriente inducida es opuesta al cambio en el flujo magnético, según la ley de Lenz.
• 😀 Este ejercicio ilustra cómo la ley de Faraday describe cómo un cambio en el flujo magnético genera una corriente eléctrica en una bobina, demostrando la relación entre electromagnetismo y energía.

Q & A

¿Qué fórmula se utiliza para calcular la fuerza electromotriz (fem) inducida en este ejercicio?

La fórmula utilizada es la ley de Faraday de la inducción electromagnética: ε = - N * (ΔΦ / Δt), donde N es el número de espiras, ΔΦ es el cambio en el flujo magnético y Δt es el cambio en el tiempo.

¿Cuál es el valor inicial y final del campo magnético en el ejercicio?

El campo magnético inicial es de 0.65 teslas y el campo magnético final es de 1.4 teslas.

¿Cómo se calcula el flujo magnético en este ejercicio?

El flujo magnético se calcula usando la fórmula: ΔΦ = (B_f - B_i) * A, donde B_f es el campo magnético final, B_i es el campo magnético inicial, y A es el área de la bobina.

¿Qué es lo que representa la diferencia de flujo magnético (ΔΦ) en este contexto?

La diferencia de flujo magnético (ΔΦ) representa el cambio en el flujo magnético a través de la bobina debido al cambio en la intensidad del campo magnético y el área de la bobina.

¿Qué unidad se utiliza para medir el flujo magnético?

El flujo magnético se mide en Weber (Wb).

¿Cuál es el área de la bobina que se utiliza en el ejercicio?

El área de la bobina es de 2 × 10⁻³ metros cuadrados.

¿Cuántas espiras tiene la bobina en este ejercicio?

La bobina tiene 20 espiras.

¿Qué significa el signo negativo en la fórmula de Faraday?

El signo negativo en la fórmula de Faraday indica que la fuerza electromotriz inducida se opone al cambio en el flujo magnético, según la ley de Lenz.

¿Qué resultado se obtiene al sustituir los datos en la fórmula de Faraday?

Al sustituir los datos, se obtiene una fuerza electromotriz (fem) de aproximadamente -10 voltios.

¿Qué importancia tiene la simplificación de unidades en este ejercicio?

La simplificación de unidades es crucial para obtener el resultado en las unidades correctas (voltios en este caso) y asegurarse de que las unidades de cada término se cancelen adecuadamente durante los cálculos.