Question

Pregunta 2.- Una bobina circular de 20 cm de radio y 10 espiras se encuentra, en el instante inicial, en el interior de un campo magnético uniforme de 0,04 T, que es perpendicular al plano de su superficie. Si la bobina comienza a girar alrededor de uno de sus diámetros, determine:
a) El flujo magnético máximo que atraviesa la bobina.
b) La fuerza electromotriz inducida (fem) en la bobina en el instante t = 0,1 s, si gira con una velocidad angular constante de 120 rpm. PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA JUN 2012-2013 FISICA.

Answer 1

Acá te dejo la respuesta al ejercicio 2 de la prueba de selectividad de Madrid convocatoria JUN 2012 - 2013 de Física:

a) Para calcular el flujo que atraviesa a una bobina usamos la ecuación de flujo:

Φ = N.B.S = N.B.S.senα

Si se quiere obtener un flujo máximo, el ángulo que se forma a partir de la superficie de las espiras y el campo magnético debe ser cero grados  (α = 0°)

Φ = 10.0,04.π.0,2² = 0,05 Wb

b) Nos piden calcular cual es la fuerza electromotriz inducida en el instante t = 0,1 s, para ello usamos la ley de Faraday:

ε = -N. dΦ/dt

Teniendo en cuanta que el campo magnético es de naturaleza constante y uniforme, y que las superficies de las espiras también son constantes y conociendo que el flujo magnético depende del angulo que se forma entre las superficies de las espiras con el campo magnético el cual es dependiente de la velocidad angular de la bobina en relación al diámetro:

α = ω.t + φ₀ 

Despejando,

ω = 120.2π/60 = 4π rad/s

Para el t = 0  α = 0, por lo que φ₀ = 0. α = 4π.t 

Sustituyendo en la ley de Faraday:

ε = -N. dΦ/dt = -N.$\frac{d (B.S.cos(wt))}{dt}$ = N.B.S.ω.sen(ωt)
ε = 10.0,04.π.0,2².4π.sen(4π.0,1) = 0,6 v