PRACTICA N°2 : INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA – LEY DE FARADAY Y LENZ 1.
Calcula el flujo magnético a través de una bobina con 200 espiras de 40 cm² de superficie cuyo eje forma un ángulo de 60 con un campo magnético uniforme de 2.10 !" #.
SOLUCION: Φ = 8.10-4 Wb
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$n un campo magnético uniforme % & 0'20 # se coloca una bobina plana de ( & "0 espiras y de 12 cm² de superficie' con su plano perpendicular a las l)neas de campo. a* +i se despla,a la bobina con un movimiento de traslaci-n' var)a el flujo /ue la atraviesa b* +i se le da un giro de 10 alrededor de un diámetro' /ué variaci-n de flujo se produce Solb) 1,4.10-2 Wb na bobina constituida por 100 espiras circulares de 1 cm de radio se 3alla en el seno de un campo magnético uniforme de 0' #' de modo /ue el plano de las espiras es perpendicular al campo.
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a* Cuál es el valor de la diferencia de potencial inducida al girar la bobina 50 en una milésima de segundo +7 & 1'8 9 b* +i duplicamos el n:mero de espiras' en cuánto tiempo deber)amos girar 50 la bobina para conseguir la misma fuer,a electromotri, +7 & 2.10-3 s 4.
na espira de 2 cm de radio está colocada perpendicularmente en el seno de un campo magnético uniforme ( & 0'"... +i la espira gira con una frecuencia de 10 A, en torno a un diámetro perpendicular al campo magnético' determina el flujo magnético /ue atraviesa la espira en cual/uier instante.
na bobina con 200 espiras de 2 cm² está situada en un campo magnético uniforme de 0'" # con su eje paralelo a las l)neas de inducci-n. Calcula; a* 7a fem inducida en la bobina cuando se gira 3asta colocar su eje perpendicular a las l)neas de inducci-n en un tiempo de 0' s. b* 7a intensidad de la corriente inducida si la bobina tiene una resistencia de "0 <.
+7; Φ( = 1,2.10-4.*os 20.%.+ Wb
a* +7 & 0,3 V b* +7 & 0,01 A .
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10. na bobina plana y rectangular de 0 espiras mide 2.0 cm por "0.0 cm. $stá en un campo magnético uniforme de 1.20 #' con el plano de la bobina paralelo al campo. $n 0.222 s se 3ace girar de manera /ue el plano de la bobina /ueda perpendicular al campo. a* Cuál es el cambio en el flujo magnético a través de la bobina debido a esta rotaci-n b* Betermine la magnitud de la fem media inducida en la bobina durante esta rotaci-n. 4,5Wb;20,3 V
n campo magnético uniforme var)a en el tiempo seg:n la11. e=presi-n % & 0'4.t ! 0'" >en unidades +.?.*. Calcula la fem inducida en una espira de 0 cm² si el plano de la espira es perpendicular a las l)neas de inducci-n.
$n un e=perimento en un laboratorio de f)sica' una bobina con 200 espiras /ue encierra un área de 12 cm2 se 3ace girar en 0.040 s desde una posici-n en /ue su plano es perpendicular al campo magnético de la #ierra 3asta otra en /ue el plano /ueda paralelo al campo. $l campo magnético terrestre en la ubicaci-n del laboratorio es 6.0 " 10 ! #. a* Cuál es el flujo magnético total a través de la bobina antes de 3acerla girar D después del giro b* Cuál es la fem media inducida en la bobina 1.44 10 EbF0F0'"6m9
12. na espira circular de alambre' con radio de 12.0 cm y orientada en el plano =y 3ori,ontal' se locali,a en una regi-n de campo +7 & -2 magnético uniforme. n campo de 1. # está dirigido a lo largo de mV la direcci-n , positiva' /ue es 3acia arriba. a* +i se retira la espira de la regi-n del campo en un intervalo de tiempo de 2.0 ms' na bobina circular plana' de 10 espiras y 11 mm de radio' está encuentre la fem media /ue se inducirá en la espira de alambre situada en el interior de un campo magnético uniforme de 0'4 #. durante el proceso de e=tracci-n. b* +i la bobina se observa 7a bobina gira alrededor de un diámetro /ue es perpendicular a la direcci-n del campo magnético. Calcula el flujo magnético desde arriba' la corriente inducida va en sentido 3orario o anti3orario >G&H"49* má=imo /ue atraviesa la bobina. +7& 2,57.10-2 Wb $n el ejemplo n@ 6' calcula la velocidad de rotaci-n' en r.p.m.' /ue1". na bobina de 4.00 cm de radio contiene 00 espiras' y está colocada en un campo magnético uniforme /ue var)a con el ser)a necesaria para generar una fem má=ima de 6 9. tiempo de acuerdo con %&>0.0120 #Is*tH>".00=10 ! #Is4* t4. 7a +7 & 2233 .!.m. bobina está conectada a un resistor de 600 9' y su plano es n alternador consta de una bobina de 40 espiras cuadradas de perpendicular al campo magnético. +e puede ignorar la cm de lado y una resistencia total de 16 <. 7a bobina gira con resistencia de la bobina. a* $ncuentre la magnitud de la fem una frecuencia de 100 A, en un campo magnético constante de inducida en la bobina como funci-n del tiempo. b* Cuál es la 0' #. Betermina; corriente en el resistor en el momento t&.00 s >G& 0.0680 V. a* 7a fuer,a electromotri, má=ima /ue se i nduce. "0 = 50,24 V .3!0"4 A. b* $l valor má=imo de la intensidad inducida. I0 = 3,14 A c* na e=presi-n para la fuer,a electromotri, y la intensidad14. inducida en funci-n del tiempo. #ra,a las respectivas gráficas de estas dos magnitudes. " = 50,24.s#$ 200.%.& V ' I = 3,14.s#$ 200.%.& A
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na espira de acero plano y circular de radio 8 cm se encuentra en reposo en un campo magnético uniforme' cuya vista de perfil se ilustra de la figura 25.2. $l campo cambia con el tiempo' de acuerdo con la e=presi-n B(t) =#.4 $%e"#0.05&s"%'. a* Calcule la
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fem inducida en la espira como funci-n del tiempo. b* Cuándo es la fem inducida igual a 1I10 de su valor inicial c* Betermine el sentido de la corriente inducida en la espira' viendo esta :ltima desde arriba.
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:e un es/uema gráfico indicandoel sentido de la corriente inducida en los dos casos siguientes; a* $spira circular de cm de radio centrada en el origen de coordenadas. b* $spira cuadrada de "0 cm de lado centrada en el origen de coordenadas.
21. n campo magnético uniforme forma un ángulo de "0 con el eje de una bobina de200 vueltas y radio cm. +i el campo magnético aumenta a ra,-n de 60 #Is' permaneciendo constante la direcci-n'determine;a* la variaci-n del flujo magnético a través de la bobina por unidad de tiempoF b* la fuer,a electromotri, inducida en la bobinaFc* la intensidad de la corriente inducida' si la resisten t&40.4sF cia de la bobina es 10 o3m.d* Cuál será la fuer,a electromotri, Calcula la fem inducida en una bobina con 200 espiras de "0 cm2 inducida en la bobina' si en las condicionesdel enunciado el cuyo eje es paralelo a un campo magnético uniforme /ue var)a en campo magnético disminuyera a ra,-n de 60 #Is en lugar de el tiempo seg:n la ley % & >2 t H 0'* . 10 −" >en unidades del +?*. aumentar. +ol.; −1'2 . 10−" 9. 22. na bobina circular de 20 espiras y radio cm se coloca 7a bobina de un alternador consta de 2 espiras de 60 cm2 y gira en un campo magnético dirigido perpendicularmente al plano con una frecuencia de 0 A, en un campo magnético uniforme de de la bobina. $l m-dulo del campo magnético var)a conel tiempo 0'4 #. Calcula; a* la fem inducida en funci-n del tiempoF b* la fem de acuerdo con la e=presi-n; % & 0'02 t H 0'0t2 >t en segundos má=imaF c* la intensidad má=ima de la corriente inducida si la y% en bobina y el circuito e=terior al /ue está conectada suman una teslas*.Beterminar;a* el flujo magnético /ue atraviesa la bobina e resistencia de 8 Ω. +ol.; a* ε & 6 π sen>100 πt* 9F b* 1' 9F c* n funci-n del tiempoF b* la fuer,a electromotri, inducida en la bobi 0'2 J. na para t & s. na espira circular de 0'2 m de radio se sit:a en un campo2". na bobina circular de "0 vueltas y radio 4 cm se coloca en magnético uniforme de 0'2 # con su eje paralelo un campo magnético dirigido perpendicularmente al plano de la a la direcci-n del campo. Betermine la fuer,a electromotri, induci bobina. $l m-dulo del campo magnético var)a conel tiempo de da en la espira si en 0'1 s y de manera acuerdo con la e=presi-n; % & 0'01t H 0'04t2 ' donde t está uniforme;a* se duplica el valor del campoF b* se reduce el valor de e=presado en segundos y% en l campo a ceroFc* se invierte el sentido del campo F d* se gira la teslas.Calcule;a* el flujo magnético /ue espira un ángulo de 50 en torno a atraviesa la bobina en funci-n del tiempoF b* la fuer,a electromotri un eje diametral perpendicular a la direcci-n del campo , inducida en la bobina para t & s. magnético. 24. na bobina circular' formada por 200 espiras de 10 cm de radio' n solenoide de 200 vueltas y de secci-n circular de diámetro se encuentra situada perpendicularmente a un campo magnMetico cm está situado en un campo magnético uniforme de valor 0' # de 0'2 #. Betermina la f.e.m. inducida en la bobina en los casos cuya direcci-n forma un ángulo de 60 con el eje del solenoide. +i siguientes referidos a un intervalo de tiempo igual a 0'1 s; se en un tiempo de 100 ms disminuye el valor del campo magnético duplica el campo magnMeticoF se anula el campo magnMeticoF se uniformemente a invierte el sentido del campo magnMeticoF se gira la bobina 50N en cero' determine;a* el flujo magnético /ue atraviesa torno al eje paralelo al campo magnMeticoF se gira la bobina 50N inicialmente el solenoideF b* la fuer,a electromotri, inducida en di en torno al eje perpendicular al campo magnMetico. >O4 P 9F 4 P c3o solenoide. 9F P 9F 0F 4 P 9* n solenoide de 20 o3ms de resistencia está formado por 002. na bobina circular' /ue estMa formada por 100 espiras de 2 cm espiras circulares de 2' cm de diámetro. $l solenoide está de radio y 10 de resistencia elMectrica' se encuentra colocada situado en un campo magnético uniforme de valor 0'" #' siendo el perpendicularmente a un campo magnMetico de 0' #. +i el campo eje del solenoide paralelo a la direcci-n del campo. +i el campo magnMetico se anula al cabo de 0'1 s' determina la fuer,a magnético disminuye uniformemente 3asta anularse en 0'1 s' electromotri, inducida' la intensidad /ue recorre el circuito y la determine; a* el flujo inicial /ue atraviesa el solenoide y la fuer,a cantidad de carga transportada. >0'0"2 P EbF 0'"2 P 9F 0'0"2 P electromotri, JF "'2 Q 10O" P C* inducidaF b*la intensidad recorrida por el solenoide y la carga tran sportada en ese intervalo de tiempo.
20. +ea un campo magnético uniforme % dirigido en el sentido positivo del eje K. $l campo solo es distinto de cero en una regi-n cil)ndrica de radio 10 cm cuyo eje es el eje K y aumenta en los puntos de esta regi-n a un ritmo de 10#Is. Calcule la fuer,a electromotri,inducida en una espira situada en el plano LD y efect
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