3. Una espira circular de 2,5 cm de radio, que descansa en el plano XY, está situada en una
región en la que existe un campo magnético donde t es el tiempo expresado en segundos.
a) Determine el valor del flujo magnético en función del tiempo y realice una representación
gráfica de dicho flujo magnético frente al tiempo entre 0 y 10 s.
b) Determine el valor de la f.e.m. inducida y razone el sentido de la corriente inducida en la
espira.
Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2015-2015, FISICA
Respuestas
a) Determine el valor del flujo magnético en función del tiempo y realice una representación gráfica de dicho flujo magnético frente al tiempo entre 0 y 10 s.
El flujo magnético se calcula con la siguiente ecuación:
φ = ∫B*ds
Dónde:
φ es el flujo.
B es el campo magnético.
ds es el diferencial de superficie.
Si se considera que el campo B es constante y que la superficie es totalmente plana se puede simplificar la expresión a:
φ = B*S*Cos(θ)
En este caso θ es el ángulo que forma el vector B y S.
Las líneas de campo forman un ángulo de 0º con la superficie.
La ecuación de la superficie es:
S = π*R^2 = π*(0,025)^2 = 1,96*10^-3 m^2
Sustituyendo los valores en la ecuación se tiene que:
φ = 2,5*t^2^(1,96*10^-3)*Cos(0º) = 4,9 * 10^-3 * t^2 Wb
En la imagen adjunta se observa la gráfica del flujo en función al tiempo.
b) Determine el valor de la f.e.m. inducida y razone el sentido de la corriente inducida en la espira.
La ecuación de la f.e.m. (Fuerza electro motriz) es:
ε = dφ / dt
Sustituyendo la ecuación del flujo magnético encontrado en la sección pasada se tiene que:
ε = d[4,9 * 10^-3 * t^2] / dt = 9,8*10^-3 * t V
El sentido de la corriente se puede establecer gracias a la ley de faraday-lenz, en la cual se explica que el campo magnético se opone al flujo magnético, por lo tanto el campo cuya dirección y sentido es –z produce gracias a la regla de la mano derecha una intensidad de corriente que gira en sentido horario.
PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA JUNIO 2015-2016 FÍSICA.
