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Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida.
Ejemplo 2
Un campo magnético uniforme de 0.4 T atraviesa perpendicularmente una espira circular de 5cm de radio y 15 ohmios de resistencia. Calcula la fem y la intensidad de corriente inducidas si la espira gira un cuarto de vuelta alrededor de su diámetro en 0.1 s.)
Resolución:
Datos:
B=0,4T
r=5cm=0,05m.
R=15O
?t=0,1s
Giro de un cuarto de vuelta (angulo inicial=0º, angulo final=90º)
(Gp:) Inicial:
(Gp:) Final:
(Gp:) B
(Gp:) Ffinal =Fmax
(Gp:) B
(Gp:) Finicial= 0
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Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida.
Ejemplo 2 (ej5)
Un campo magnético uniforme de 0.4 T atraviesa perpendicularmente una espira circular de 5cm de radio y 15 ohmios de resistencia. Calcula la fem y la intensidad de corriente inducidas si la espira gira un cuarto de vuelta alrededor de su diámetro en 0.1 s.)
Resolución:
Datos:
B=0,4T
r=5cm=0,05m.
R=15O
?t=0,1s
Giro de un cuarto de vuelta (angulo inicial=0º, angulo final=90º)
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Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida.
Ejemplo 3 (ej6)
En un marco cuadrado de 30 cm de lado tenemos 10 vueltas de alambre enrollado. La intensidad de la componente horizontal del campo magnético terrestre es de 0.2 Wb/m2. Si se hace girar el marco alrededor de un eje vertical, a partir de un plano norte/sur hacia un plano este/oeste, en 0.150 s
¿Cual es la fem inducida?
¿Cual es la corriente inducida si la resistencia de la bobina es de 2 O?
(Gp:) ?
(Gp:) B
(Gp:) B
(Gp:) Inicial:
(Gp:) Final:
(Gp:) Ffinal =Fmax
(Gp:) Finicial= 0
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La Ley de Lenz: “las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjeron”.
Sentido de la corriente. Ley de Lenz.
(Gp:) +
De otra forma:
La Ley de Lenz: “la corriente inducida y el campo magnético inducido tendrán un sentido que se oponga al cambio que los produce”.
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Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida.
La Ley de Lenz: “la corriente inducida y el campo magnético inducido tendrán un sentido que oponga al cambio que los produce”.
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Sentido de la corriente. Ley de Lenz.
(Gp:) Iinducida
(Gp:) Movimiento del imán
(Gp:) Caso A: El imán se acerca. El flujo magnetico aumenta “hacia la izquierda”, por lo que el circuito “se opone” a este cambio creando un campo magnético inducido hacia la derecha intentando que el flujo no aumente
La Ley de Lenz: “la corriente inducida y el campo magnético inducido tendrán un sentido que oponga al cambio que los produce”.
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La Ley de Lenz: “las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjeron”.
Sentido de la corriente. Ley de Lenz.
(Gp:) Movimiento del imán
(Gp:) Iinducida
(Gp:) Iinducida
(Gp:) Caso B: El imán se aleja. El flujo magnético disminuye “hacia la izquierda”, por lo que el circuito “se opone” a este cambio creando un campo magnético inducido hacia la izquierda intentando que el flujo no disminuya
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Demostraciones para las leyes de Lenz y de Faraday:
DEmostraciones para el tema de campo magnético:
Experimento de Oersted
Motores de corriente continua
Demostraciones para el tema de Induccion:
El generador "pequenito" +amperimetro, voltimetro
El generador grande+ bombillas
El tubo de cobre y el de PVC con iman de neodimio
El "anillo saltarin" (en electroiman)
El transformador
El freno magnético (con disco y con pendulo triangular) (correintes de foucault)
Motores de alterna
El altavoz
El detector de metales, la linterna de induccion
Ley de Lenz. Demostraciones
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Sentido de la corriente. Ley de Lenz.
(Gp:) N
(Gp:) S
(Gp:) +-
(Gp:) +-
N
S
A)
B)
C)
D)
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Sentido de la corriente. Ley de Lenz.
(Gp:) N
(Gp:) S
(Gp:) N
(Gp:) S
(Gp:) G)
(Gp:) H)
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Sentido de la corriente. Ley de Lenz.
N
S
(Gp:) -+
E)
F)
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Generador. Producción de Corriente alterna.
Si hacemos girar una espira en el interior de un campo magnético (B), aproximadamente uniforme se inducirá en ella una fuerza electromotriz y por tanto una corriente eléctrica.
Esta corriente está cambiando continuamente en el tiempo.
La corriente cambia en magnitud y signo.
Animacion1
Este principio es utilizado en el generador electromagnético para producir corriente alterna.
Es un ejemplo clásico de transformación de energía mecánica (del movimiento) en energía eléctrica
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Generador. Producción de Corriente alterna.
s el área de la espira
a el ángulo entre B y la dirección normal de la espira. varía de 0º a 360º .
Expresando el ángulo girado en función de la velocidad angular de giro
?•t representa el ángulo girado en radianes,
? la velocidad angular en rad/s.
Si hacemos girar una espira en el interior de un campo magnético (B), aproximadamente uniforme. El flujo magnético que la atraviesa será:
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Generador. Producción de Corriente alterna.
Expresando el ángulo girado en función de la velocidad angular de giro
?•t representa el ángulo girado en radianes,
? la velocidad angular en rad/s.
Por lo tanto en la espira se inducirá una fuerza electromotriz de valor:
Si la bobina tiene N espiras:
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Generador. Producción de Corriente alterna.
Si mantenemos constante la inducción del campo y la velocidad de giro, siéndolo también el número de espiras y el área de las mismas, tendremos:
Como puede verse en la fórmula la f.e.m. resultante tendrá forma senoidal.
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Transformadores
Si suponemos:
t
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Transformadores
Si además suponemos que en el transformador no se pierde energía en forma de calor (tampoco se puede crear energía) la potencia en el circuito primario tiene que ser la misma que en el circuito secundario:
Si la fem aumenta la intensidad tiene que disminuir:
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Autoinducción
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Micro y altavoces
Pon ejemplo (con altavoces), pide texto para casa explicando el funcionamiento de un altavoz, lo expondrán en voz alta y recogerás cinco o seis.
Tienen que usar las palabras: inducción electromagnética, flujo, corriente eléctrica inducida, fuerza magnética, bobina
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