Corriente inducida

Fuerza ejercida dentro de un campo magnético uniformeSobre una carga en movimiento dentro de un campo magnético, actúa una fuerza que viene dada por la ley de Lorentz// El módulo de la fuerza de Lorentz es: F = qvBsinα donde α es el ángulo que forman los vectores v r y B r .// La dirección de la fuerza de Lorentz es la determinada por el producto vectorial v B r r × . Es decir, la fuerza magnética es perpendicular a la velocidad de la carga y al campo magnético. Su sentido viene dado por la regla de la mano izquierda. ◊ La fuerza magnética que actúa sobre una carga es siempre perpendicular a la velocidad de la carga, es decir, a su trayectoria. Por tanto, una fuerza magnética sobre una carga eléctrica no realiza trabajo. ◊ La fuerza magnética, por ser siempre perpendicular al vector , no puede modificar el módulo de la velocidad de la carga. En cambio, sí puede modificar su trayectoria. // Así, si una carga positiva q entra en un campo magnético uniforme con una velocidad perpendicular al campo, la fuerza de Lorentz le obligará a seguir un movimiento circular uniforme. Podemos relacionar el radio R de la circunferencia con la inducción magnética B y la velocidad v de la carga. La fuerza centrípeta que actúa sobre la carga es justamente la fuerza de Lorentz F = qvB (sinα = sin90º = 1) R=mv/qb/// En el caso de un hilo conductor rectilíneo de longitud l situado en un campo magnético uniforme B r , el valor de la fuerza sobre el hilo es: F )Bxl(I r r r = . Su módulo es: F = IlBsinα , donde α es el ángulo formado por los vectores l r y B r . La dirección de esta fuerza es la determinada por el producto vectorial l B r r × . Es decir, la fuerza magnética es perpendicular a la dirección de la intensidad de corriente y al campo magnético. Susentido viene dado por la regla de la mano izquierda. Fbi

Fuerzas entre corrientes eléctricas.Caso de dos hilos.

Vamos a analizar las acciones mutuas entre dos corrientes paralelas e indefinidas, tendremos en cuenta que están separadas por una distancia d, y que por ellas circulan dos corriente de la misma dirección . El campo magnético que cre el conductor 1 a una distancia d (punto donde se encuentre el conductor 2) viene dado por la ley de Biot-Savart: B=Uo·I/2pid // El vector B1 r es perpendicular al conductor 2, por tanto la fuerza que ejerce el conductor 1 sobre el conductor 2 es F12= IB/ La fuerza ejercida por el conductor 2 sobre el conductor 1, F21 , tiene el mismo módulo y dirección, pero sentido contrario, pues estas fuerzas cumplen el principio de acción y reacción: F12=- F21 . Por lo tanto, la fuerza que experimentan los conductores por unidad de longitud es: F/L=Uo·I1·I2/2piD // Si las corrientes que circula por los dos hilos tienen el mismo sentido, los hilos se atraen. Mientras que si las corrientes son de sentidos contrarios, los hilos se repelen.// A partir de la interacción entre dos corrientes paralelas se define la unidad de intensidad de corriente eléctrica en el SI, a la que se le da el nombre de amperio (A), en honor de Ampère. Un amperio es la intensidad de corriente eléctrica que circula por dos conductores rectilíneos paralelos e indefinidos, separados una distancia de un metro en el vacío, cuando ambos se atraen o se repelen con una fuerza de 2por 10 7 N por metro de longitud.

El campo magnético es una perturbación que un imán o una corriente eléctrica producen en el espacio que los rodea. Experiencia de Oersted En 1820 se comunicó el descubrimiento de Oersted: una corriente eléctrica desviaba la aguja imantada de una brújula. //Si por el cable no circula corriente, la aguja indica su habitual dirección norte. Al hacer pasar una corriente, la aguja tiende a orientarse en la dirección perpendicular a ésta. La desviación es mayor cuando aumenta la intensidad de la corriente.// Esta experiencia puso de manifiesto que la electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados./ Basándonos en la ley de Biot-Savart, podemos decir que el campo magnético creado por una corriente rectilínea indefinida de intensidad I en un punto situado a una distancia a del hilo conductor tiene por módulo B=Uo·I/2piA La dirección del vector B r es perpendicular al hilo conductor y al segmento a, y su sentido viene determinado por la regla de la mano derecha Con lo que podemos decir que, el campo magnético que cre una corriente recta e indefinida en un punto concreto es directamente proporcional a la intensidad de la corriente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia del conductor al punto considerado.// Basándonos en la ley de Biot-Savart, podemos decir que la inducción magnética en el centro de una espira o conductor circular de radio R por el que circula una intensidad de corriente I tiene por módulo B=Uo·I/2R //La dirección de B r es perpendicular al plano de la espira y su sentido viene determinado por la regla de la mano derecha.

Ley de faraday y lenz-
Primera experiencia: movimiento de un imán en el interior de una bobina • Segunda experiencia: cierre y apertura de un circuito eléctrico Las dos experiencias descritas nos permiten comprender el fenómeno de la inducción electromagnética.// La inducción electromagnética consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito cuando varía el número de líneas de inducción magnética que lo atraviesan. De las experiencias de Faraday se deduce que la inducción de corriente eléctrica en un circuito es debida a la variación de flujo magnético a través del circuito. El flujo magnético,Φ , a través de una superficie es una medida del número de líneas de inducción que atraviesa dicha superficie. En el caso de un circuito plano en un campo magnético uniforma, el flujo magnético viene dado por: φ = B ⋅ S = BS cosα  , donde α es el ángulo entre el vector de superficie y el campo magnético . (El vector de superficie es un vector perpendicular a la superficie S y de módulo igual al valor de dicha superficie). Podemos inducir una corriente en el circuito variando cada uno de los tres factores que intervienen en la expresión matemática del flujo: el campo magnético, B; la orientación del circuito respecto al campo, ángulo α; y el área de la superficie que limita el circuito, S, que puede ser modificada deformando el circuito. Ley de Lenz: El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la causa que la produce. Ley de Faraday: La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a la velocidad con que varía el flujo magnético a través de dicho circuito, cambiada de signo
La variación del flujo magnético que atraviesa un circuito produce una fuerza electromotriz inducida (fem) que es directamente proporcional a la velocidad de variación del flujo. El signo “-“ de la ley de Faraday, nos explica la ley de Lenz: Si la corriente inducida ha sido debida a un incremento positivo del flujo magnético, el sentido de la corriente será aquel que favorece una Física 2.Bach PAU – RESPUESTAS PREGUNTAS TEÓRICAS Física 2 | cllScience 28 disminución de la variación del flujo magnético. De esta manera, se puede deducir fácilmente el sentido de la corriente inducida. En muchos experimentos no es posible conocer la relación entre el tiempo y la variación del flujo magnético. Por lo que no podemos analizar la variación del flujo magnético en cada instante. Pero es posible medir la variación del flujo magnético (ΔΦ) que se ha dado en un intervalo de tiempo (Δt). En este caso, a pesar de no ser posible calcular la fem instantánea, es posible calcular la fem media: E=-deltao/delta t///Por ejemplo, al acercar el polo norte de un imán a una espira incrementemos el flujo magnético a través de la espira. Según la ley de Lenz, el sentido de la corriente inducida en la espira se opone a este incremento. Con razonamiento similar, podemos deducir que el sentido de la corriente inducida se invierte al alejar el imán.
Generador de corrientes sinusoidales-
-Gracias a la inducción electromagnética, una gran cantidad de trabajo mecánico puede transformarse de forma económica en energía eléctrica. Si el generador produce una corriente continua, suele recibir el nombre de dinamoa y, si la corriente es alterna, alternador. //Un alternador consiste en una espira plana que se hace girar mecánicamente a una velocidad angularω constante en un campo magnético uniforme creado por dos imanes permanentes. Los extremos de la espira están conectados a dos anillos (A) que giran solidariamente con la espira. Un circuito externo se acopla a los anillos mediante dos escobillas (E). A medida que la espira gira en el campo magnético, el flujo magnético que la atraviesa varía y, por tanto, se induce una fem en la espira que hace circular una corriente eléctrica en el circuito exterior.// Por medio de la inducción electromagnética, el alternador transforma la energía mecánica en energía eléctrica. Si la espira tiene un área S, el flujo magnético que la atraviesa en cada instante de tiempo es: φ = B ⋅ S = BS cos α, donde α es el ángulo que forma el vector superficie con el campo magnéticoB.//La espira gira con una velocidad angular constante ω . Por tanto, el ángulo α puede escribirse como α = ωt eran. Entonces, el flujo magnético que atraviesa la espira en cada instante de tiempo es: /o=B·S·cos(wt)//Según la ley de Faraday, la fuerza electromotriz inducida es:E=delto o/delta t=B·S·SEN(W·T)//Como se puede apreciar en el gráfico, la fuerza electromotriz inducida varía en el tiempo de forma sinusoidal. Es decir, es periódica y cambia alternativamente de polaridad. La frecuencia de la fuerza electromotriz coincide con la del movimiento de la espira y viene dada por F=W/2pi