Ejemplo de la ley de Faraday | Física | Khan Academy en Español

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8 Nov 201509:01

Summary

TLDREl script describe un experimento con un anillo conductor de 2 metros de lado y resistencia de 2 ohms, donde se examina el cambio en el flujo magnético a través del anillo. Inicialmente, el campo magnético es de 5 Tesla y se duplica a lo largo de 4 segundos. El cambio en el flujo se calcula como 20 Tesla metros cuadrados, lo que permite determinar el voltaje inducido según la ley de Faraday. Con una tasa de cambio constante de 5 Tesla por metro cuadrado por segundo, se calcula un voltaje de 5 volts, que resulta en una corriente inducida de 2.5 amperes a través del anillo. Finalmente, se utiliza la regla de la mano derecha para determinar que la corriente fluye en sentido antihorario, contrarrestando el cambio en el flujo magnético, en consonancia con la ley de Lenz.

Takeaways

🔍 Tenemos un anillo conductor con una resistencia de 2 ohms y una dimensión de 2 metros por 2 metros.
📏 El área del anillo es de 4 metros cuadrados.
🧲 Un campo magnético constante de 5 teslas fluye perpendicularmente a la superficie del anillo.
⏱️ En 4 segundos, el campo magnético se duplica de 5 a 10 teslas.
📈 El flujo magnético inicial es de 20 teslas metros cuadrados, y el flujo final es de 40 teslas metros cuadrados.
📉 El cambio en el flujo magnético es de 20 teslas metros cuadrados.
⏰ El cambio en el flujo ocurre en un período de 4 segundos.
🔌 La ley de Faraday indica que el voltaje inducido es proporcional al cambio en el flujo magnético.
⚡ La tensión inducida es de 5 volts, considerando una tasa de cambio constante en el flujo.
🔢 Usando la fórmula de Ohm (voltaje = corriente × resistencia), la corriente inducida es de 2.5 amperes.
↷ La corriente inducida fluye en sentido antihorario según la regla de la mano derecha y la ley de Lenz.
🔧 La ley de Lenz establece que el campo magnético inducido contrarresta el cambio en el flujo para conservar la energía.

Q & A

¿Cuál es la resistencia del anillo conductor mencionado en el script?
-La resistencia del anillo conductor es de 2 ohms.
¿Cuál es la medida del anillo conductor en términos de longitud y ancho?
-El anillo conductor mide 2 metros por dos metros.
¿Cuál es el área del anillo conductor?
-El área del anillo conductor es de 4 metros cuadrados.
¿Cuál es el campo magnético inicial que atraviesa el anillo conductor?
-El campo magnético inicial es de 5 teslas.
¿Cómo cambia el campo magnético durante los 4 segundos mencionados en el script?
-El campo magnético se duplica, pasando de 5 a 10 teslas en los 4 segundos.
¿Cómo se calcula el flujo magnético inicial a través del anillo conductor?
-Se multiplica el campo magnético inicial (5 teslas) por el área del anillo (4 metros cuadrados), dando un flujo inicial de 20 teslas metros cuadrados.
¿Cuál es el flujo magnético final después de los 4 segundos?
-El flujo magnético final es de 40 teslas metros cuadrados, ya que el campo magnético final es de 10 teslas y el área del anillo permanece sin cambios.
¿Cuál es el cambio en el flujo magnético durante los 4 segundos?
-El cambio en el flujo magnético es de 20 teslas metros cuadrados, que es la diferencia entre el flujo final y el flujo inicial.
¿Cómo se calcula el voltaje inducido según la Ley de Faraday?
-El voltaje inducido es igual a -N * (ΔΦ/Δt), donde N es el número de turnos del anillo conductor (en este caso, 1), ΔΦ es el cambio en el flujo magnético y Δt es el cambio en el tiempo.
¿Cuál es el voltaje inducido en el anillo conductor según el script?
-El voltaje inducido es de 5 volts, después de considerar el cambio en el flujo y el tiempo transcurrido.
¿Cómo se determina la dirección de la corriente inducida?
-Se utiliza la regla de la mano derecha para determinar la dirección de la corriente inducida, la cual va en sentido antihorario para contrarrestar el cambio en el flujo magnético.
¿Cuál es la corriente inducida en el anillo conductor?
-La corriente inducida en el anillo conductor es de 2.5 amperes, calculada usando Ohm's law (V = I * R), donde V es el voltaje inducido y R es la resistencia del anillo.