Escogemos la dirección de A mostrada en la figura. Escogemos la dirección de A mostrada en la figura. Entonces el ángulo entre A y B es cos Φ = 30º El flujo en cualquier instante está dado por ΦB = BA cos Φ y la razón de cambio de flujo está dada por d ΦB / dt = ( dB/dt )A cos Φ en este problema dB/dt = -0.200 T/s y A = П((0.0400m)2 = 0.0053 m2 de modo que: d ΦB = A cos 30º = (-0.200 T/s )(0.0053m2)(0.866) dt = -8.71 x 10-4 T .m2/s = -8.71 x 10-4 Wb/s
Y la fem inducida es: ε = -N d ΦB = -(500)(-8.71 x 10-4Wb/s) dt = 0.435 V.
Una bobina consta de 200 vueltas de alambre y tiene una resistencia total de 2 Ω Cada vuelta es un cuadrado de 18 cm de lado y se activa un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia literalmente de 0.50 Teslas en 0.80 seg. ¿Cuál es la magnitud de la fem inducida en la bobina mientras está cambiando el campo magnético Una bobina consta de 200 vueltas de alambre y tiene una resistencia total de 2 Ω Cada vuelta es un cuadrado de 18 cm de lado y se activa un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia literalmente de 0.50 Teslas en 0.80 seg. ¿Cuál es la magnitud de la fem inducida en la bobina mientras está cambiando el campo magnético ε = - N dB A = volts dt
El área de una vuelta de la bobina es: El área de una vuelta de la bobina es:(0.16 m)2 = 0.0324 m2 El flujo magnético a través de la bobina en t=0es cero puesto que B = 0 en dicho momento.En t = 0.80 seg. El flujo a través de una vuelta es de ФB =BA = (0.50T)(0.0324 m2) = 0.016 Tm2
Por lo tanto la magnitud de la Fem inducida es a partir de la ecuación Por lo tanto la magnitud de la Fem inducida es a partir de la ecuación |E |= N∆ ФB ∆t 200(0.0162T m2 0.80 segQuedando que: |E |= 4.1 T m2/s = 3.1 VoltEntonces la corriente mientras el campo varía es de 2.0 Amp.
Generadores y motores Generadores y motoresLos generadores eléctricos se utilizan para producir energía eléctrica.Para comprender cómo funcionan considere que el generador de corriente alterna (CA) es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica .En su forma más simple se compone de una espira de alambre que gira por medios externos en un campo magnético.
Diagrama esquemático de un generador de CA, Una Fem es inducida sobre una espira que gira en un campo magnético Diagrama esquemático de un generador de CA, Una Fem es inducida sobre una espira que gira en un campo magnético
En las centrales eléctricas la energía requerida para rotar la espira puede obtenerse de numerosas fuentes: En las centrales eléctricas la energía requerida para rotar la espira puede obtenerse de numerosas fuentes:Hidrocarburos Energía de los combustibles líquidos o gaseososOtros energéticos
Cuando la espira gira dentro de un campo, el flujo magnético a través del área encerrada por la espira cambia con el tiempo. Cuando la espira gira dentro de un campo, el flujo magnético a través del área encerrada por la espira cambia con el tiempo.Esto induce una Fem y una corriente en la espira de acuerdo con la Ley de Faraday.Los extremos de la espira se conectan a anillos deslizantes que giran con la espira.Las conexiones desde estos anillos deslizantes actúan como terminales de salida del generador. Al circuito externo y lo hacen por medio de las escobillas o carbones estacionarios en contacto con los anillos deslizantes.
Entonces: Entonces: espira tiene N vueltas una situación más práctica todas las espiras de la misma área A Giran en un campo magnético con una rapidez angular constante ω.
Si Ө es ángulo entre el campo magnético y la normal al plano de la espira, como se ve entonces el flujo magnético a través de la espira en cualquier momento t es. Si Ө es ángulo entre el campo magnético y la normal al plano de la espira, como se ve entonces el flujo magnético a través de la espira en cualquier momento t es. B = BA cos Ө = BA cos ωt
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