Ejercicio

 

El campo magnético entre los polos del electroimán de la figura es uniforme en todo momento, pero su magnitud aumenta en proporción de 0.020 T/s. El área de la espira conductora que está en el campo es de 120cm², y la resistencia total del circuito es de 5.0Ω.

1. Halle la fem inducida y la corriente inducida en el circuito
2. Si se sustituye la espira por una fabricada con un aislador, ¿qué efecto tiene ésto en la fem inducida y la corriente inducida?

Solución:

Identificar:
El flujo magnético de la espira cambia conforme varía el campo magnético. Por lo tanto, habrá una fem inducida en la espira, y su valor se encuentra mediante la ley de Faraday.

Plantear:
Se calcula el flujo magnético mediante la ecuación:

Después, para encontrar la fem inducida resultante, se aplica la ley de Faraday:

A continuación se calcula la corriente inducida originada por esta fem, con base a la relación:

Donde R es la resistencia total del circuito, que incluye la espira.

Realizar:
a) Como el área vectorial de la espira es perpendicular al plano, los vectores  y  son paralelos. Puesto que  es uniforme, el flujo magnético a través de la espira es:

El área A=0.012m² es constante; así que la rapidez de cambio del flujo magnético es: