Ley de Faraday

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL
TACHIRA DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y
FISICA ASIGNATURA FISICA II
LEY DE FARADAY - LENZ
Prof. Juan Retamal G. e-mail vretamal_at_unet.edu.ve
San Cristóbal, Noviembre 2005
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Una bobina de alambre de cobre de 100 vueltas y
sección transversal de 1 10-3 ?m2?, se conecta
aun circuito siendo la resistencia total 10 ???.
Si la inducción magnética alterna varía entre los
valores de 1 ?Wb/m2? cuánta de carga fluye en
el circuito?
Reemplazando valores se obtiene
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Una bobina de cobre con 100 vueltas y una
resistencia de 5 ??? se conectan como se muestra
en la figura. Si la corriente alterna en el
solenoide varía en 1,5 ?A? en un sentido y en
otro cada 0.005 ?s?, donde éste tiene 200
?vueltas/cm? y un diámetro de 3?cm?. Qué
corriente se induce en la bobina?
Donde
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Se tiene un anillo circular de 0.05 m de radio,
cuya normal forma un ángulo ? 30º con un campo
magnético uniforme de 5000 ?gauss?. El anillo se
hace girar sin cambiar el ángulo entre la normal
del anillo y el campo, a una razón de 100 ?rpm?.
Cuál será el valor de la fem inducida en el
anillo?
Para que exista fem inducida en el anillo, debe
existir una variación temporal del flujo a través
del área del anillo, lo que en este caso NO
ocurre, dado que el anillo proyecta en todo
momento la misma área sobre el plano
perpendicular al campo magnético.
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Un campo magnético es normal al plano de un
anillo de cobre 10 ?cm? de diámetro, construido
con alambre de 2.54 ?mm? Con qué rapidez debe
cambiar el campo, para que se genere una
corriente inducida de 10?A?? ?(Cu) 1.7 10-8 ??m?
pero el área del anillo es constante, luego
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Un campo magnético uniforme está cambiando su
magnitud a una tasa constante y perpendicular a
él se coloca una espira circular de radio R. Si
ésta se fabrica con un alambre de cobre de radio
r y masa m. Demostrar que la corriente inducida
en la espira no depende del tamaño del alambre o
de la espira y está dada por la siguiente
expresión
pero el área de la espira es constante, luego
multiplicando por 2?/m el numerador y denominador
de la corriente se tiene
pero la densidad de masa del alambre, es
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Se dispone de un alambre de cobre de diámetro
1?mm? y 50?cm? de largo. Con él se construye una
espira circular, colocándola perpendicularmente a
un campo magnético uniforme que varía en el
tiempo en forma constante a una tasa de 10-2
?Wb/m2s?. Con qué rapidez se genera calor por
el efecto Joule en la espira? ?(Cu) 1.7 10-8
??m?
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Un imán recto se hace pasar rápidamente a través
de una espira conductora a lo largo de su eje.
Cualitativamente hacer las gráficas a.- De la
corriente inducida b.- De la rapidez de
calentamiento por efecto Joule en función de la
posición del centro del imán. Suponga El polo
norte del imán es el primero que entra en la
espira y que el imán se mueve con rapidez
constante.
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
Una bobina rectangular de N vueltas, longitud a y
ancho b gira a una frecuencia ? en un campo de
magnético uniforme como se muestra en la figura.
Demostrar que se genera en la espira una fem
inducida dada por
fem inducida para una espira de área Aab
luego la fem inducida para un enrollado de N
espiras de área Aab, es
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EJERCICIOS Y APLICACIONES DE LEY DE FARADAY - LENZ
La figura muestra una barra de cobre que se mueve
con una rapidez v paralelamente a un alambre
recto y largo que lleva una corriente i. Cuál
es la fem inducida en la barra?. Suponga v 5
m/s, i 100 A, a 0.01 m y b 0.02 m
Pero B depende de x, y esta dado por
Reemplazando los valores dados, se obtiene