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Ejercicio Resuelto de Inducción Magnética (Ley de Faraday-Henry) para Física de 2º de Bachillerato

EJERCICIO RESUELTO DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA:

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EJERCICIO F2BE2046:

Se considera una bobina de 30 espiras circulares y planas de 5 cm de diámetro cada una que se coloca con su eje en la misma dirección que un campo magnético uniforme de 0,14 T que le afecta.

En esta situación:

a.- hallar la fuerza electromotriz inducida entre los extremos de la bobina si durante un intervalo de tiempo correspondiente a medio segundo se duplica el campo magnético.

b.- hallar la fuerza electromotriz inducida, si al igual que en el apartado anterior, durante medio segundo, hemos invertido el sentido del campo, manteniendo constante el valor del mismo.

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:

La LEY DE FARADAY ( o LEY DE FARADAY HENRY), nos relaciona la fuerza electromotriz con la variación del flujo magnético sobre la bobina, de tal modo que: “la fuerza electromotriz inducida en un circuito sometido a un flujo magnético variable es igual y de signo contrario a la rapidez con que varía el flujo magnético que lo atraviesa”.

En determinadas situaciones, y cuando el intervalo de tiempo es finito, tenemos que utilizar los incrementos:

Donde:

En este ejercicio es precisamente esta última expresión de la fuerza electromotriz, en incrementos, es la que hay que usar.

APARTADO A: hallar la fuerza electromotriz inducida entre los extremos de la bobina si durante un intervalo de tiempo correspondiente a medio segundo se duplica el campo magnético.

Notar como en este caso, con 30 espiras, de 5 cm de diámetro, con un ángulo de 0º entre el vector superficie de la espira y el campo magnético:

Ya que se duplica. Por ello y teniendo en cuenta que el incremento de tiempo es de medio segundo, la fuerza electromotriz inducida resulta en este caso:

APARTADO B: hallar la fuerza electromotriz inducida, si al igual que en el apartado anterior, durante medio segundo, hemos invertido el sentido del campo, manteniendo constante el valor del mismo.

En este caso, aprovechando los resultados del apartado anterior:

Ya que se invierte el sentido del vector campo magnético. Por ello y teniendo en cuenta que el incremento de tiempo es de medio segundo, la fuerza electromotriz inducida resulta en este caso:

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