Question

a) Enuncie la ley de Lenz-Faraday.

b) Una espira cuadrada gira en torno a un eje, que coincide con uno de sus lados, bajo la
acción de un campo magnético uniforme perpendicular al eje de giro. Explique cómo varían los
valores del flujo magnético máximo y de la fuerza electromotriz inducida máxima al duplicar la
frecuencia de giro de la espira.

Prueba de Selectividad, Andalucia, Reserva B 2015-2016, FISICA

Answer 1

a) Enuncie la ley de Faraday-Lenz.

La ley de Lenz-Faraday establece que una fuerza electro motriz inducida en una bobina de cualquier forma es directamente proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético con respecto al tiempo, en la superficie por la que se induzca dicha fem. El campo magnético obtenido por la creación de la corriente inducida siempre se opondrá al flujo magnético debido a la ley de conservación de energía.

 

La ecuación que demuestra la ley de Lenz-Faraday es:

 

Fem = -N*(dφ/dt)

 

Dónde:

 

Fem es la fuerza electromotriz.

 

N es el número de vueltas de la bobina.

 

φ es el flujo magnético.

 

t es el tiempo.

 

La ecuación del flujo magnético es:

 

φ = A*B*Cos(α)

 

Dónde:

 

φ es el flujo magnético.

 

A es el área.

 

B es el campo magnético.

 

α es el ángulo entre A y B.

 

b) Una espira cuadrada gira en torno a un eje, que coincide con uno de sus lados, bajo la acción de un campo magnético uniforme perpendicular al eje de giro. Explique como varían los valores del flujo magnético máximo y de la fuerza electromotriz inducida máxima al duplicar la frecuencia de giro de la expira.

 

Para resolver este problema se debe aplicar la ley de Lenz-Faraday en la que:

 

Fem = -N*(dφ/dt)

 

φ = A*B*Cos(α)

 

α = ω*t

 

Sustituyendo el valor de α:

 

φ = A*B*Cos(ω*t)

 

dφ/dt = - A*B*ω*Sen(ω*t)

 

Fem = N* A*B*ω*Sen(ω*t)

 

La frecuencia en estas condiciones es:

 

f = ω/2π

 

ω = 2π*f

 

Sustituyendo se tiene que:

 

φ = A*B*Cos(2π*f *t)

 

Fem = N* A*B*2π*f *Sen(2π*f *t)

 

Si se duplica la frecuencia se tiene que:

 

f’ = 2*f

 

Sustituyendo se tiene que:

 

Φ’ = A*B*Cos(π*f’*t)

 

Fem’ = N*A*B*π*f’*Sen(π*f *t)

 

Finalmente se tiene que:

 

Fem = 2*Fem’

 

φ = 2*φ’

 

PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA RESERVA B 2015-2016 FÍSICA.