CAPÍTULO 3: CAMPO MAGNÉTICO BIBLIOGRAFÍA. 4.7 El flujo magnético

Transcripción

1 CAPÍTULO 3: CAMPO MAGNÉTCO 3.6. Fluj agnétic. (8.) 3.7. Ley de Faraday y la fuerza electrtriz (fe). (8.), (8.3) y (8.4) Medis estacinaris Medis en viient nductancia. (8.6) Autinducción nductancia Mutua Energía agnética. (8.7) BBLOGRAFÍA - Tipler. "Física". Cap. 8. Reverté. 4.7 El fluj agnétic 4.8. La Ley de Faraday 4.9 Crriente de desplazaient de Maxwell y ley de Apere generalizada 4.0 Las ecuacines de Maxwell 5. El agnetis en la ateria 5.. nductancia Autinducción nductancia Mutua Energía agnética. 5.3 Bbina cn nucle de hierr 5.4 Bbinas acpladas agnéticaente 5.4. El transfradr BBLOGRAFÍA - Fundaents Físics de la ngeniería. Teas 4 y 5 Mc Graw Hill

2 3.6 Fluj agnétic El fluj agnétic se calcula igual que cn el fluj del cap eléctric S BdA S Bnˆ da La unidad de fluj agnétic es el weber Wb= T S B n da En el cas de que la superficie es un plan y B es cnstante en ódul, dirección y sentid Bnˆ A BAcs Pr ejepl, el fluj a través de una bbina de N vueltas NBAcs B n A

3 3.7 Ley de Faraday-Henry A principis de la década de 830, Faraday en nglaterra y J. Henry en U.S.A., descubriern de fra independiente, que un cap agnétic induce una crriente en un cnductr, siepre que el cap agnétic sea variable. Las fuerzas electrtrices y las crrientes causadas pr ls caps agnétics, se llaan fe inducidas y crrientes inducidas. Al prces se le denina inducción agnética. Variación de fluj agnétic inducción

4 Enunciad de la ley de Faraday- Henry La fe inducida en un circuit es prprcinal a la variación tepral del fluj agnétic que l atraviesa. c E d l d

5 3.7 Ley de Lenz La fe y la crriente inducida en un circuit pseen una dirección y sentid tal que tienden a pnerse a la variación que ls prduce. La crriente inducida en la espira pr la aprxiación del ián crea un ent agnétic que se pne al viient del ián real La variación del fluj agnétic al alejarse la espira de la barra agnética induce un ent agnétic que hace que la barra atraiga a la espira pr el ent agnétic.

6 Ejercici 6 Exaen septiebre 0 (ejepl 8.6) El Wb/s es equivalente al Vlti d ; N B( t) nˆ A N B( t) A 0,5 B( t) t 0,65t; 0 t 0,8seg d( N 0,8 d(000,65t (80 ) ) 000,65(80 B( t) A) ) 4,05

7 3.7. Fuerza electrtriz de edis en viient Supngas una varilla cnductra que se desliza a l larg de ds cnductres que están unids a una resistencia. El fluj agnétic varía prque el área que encierra el circuit tabién l hace. B A B x d B dx B v C El ódul de la fe inducida será B v d Fe de viient es tda fe inducida pr el viient relativ de un cap agnétic y un segent de crriente.

8 Cuál es el efect de la aparición de esta crriente inducida? El cap agnétic ejerce una fuerza agnética sbre la varilla que se pne al viient F El resultad es que si ipulsas la varilla cn una cierta velcidad hacia la derecha y lueg se deja en libertad, la fuerza agnética que aparece sbre la varilla tiende a frenarla hasta detenerla. Para antener la velcidad cnstante de la varilla, un agente extern debe ejercer una fuerza igual y puesta a la fuerza agnética.

9 Fe de viient para un circuit abiert (Varilla aislada) La fe se induce en una barra en un alabre cnductr que se ueve en el sen de un cap agnétic inclus cuand el circuit está abiert y n existe crriente. Al clcarse las cargas en ls extres surge una fuerza eléctrica de las cargas psitivas sbre las negativas y viceversa Equilibri F v B E F e La diferencia de ptencial a través de la barra será ΔV E B v

10 Ejercici 5 exaen 0 y z x saliente del papel La crriente genera un cap agnétic que inducirá una fe en la barra

11 Ejercici 5 exaen 0 B q5 ux ; F qv B q5u z ux uy 0 0 y y y y z x saliente del papel En equilibri 0,0 0, 50 y 5 F dy F e 50 5 E F q ln( y) e 0, 0,0 50 y 5 50 u 5 y ln 0, 0,0 E dl,5 0 4 V

12 3.8 NDUCTANCA (autinducción e nducción utua ) Autinducción Una crriente que recrre un circuit (espira, slenide ), genera un cap agnétic. Ese cap es prprcinal a la crriente. Pr l tant el fluj agnétic que atraviesa el circuit será tabién prprcinal a. L: Autinducción de la espira, que depende de sus prpiedades geétricas. Unidad en S..: Henri (H) H 0 u z B ( espira ) R B n( slenide ) Wb A T A Si la crriente varía, tabién l hace el fluj agnétic y pdes escribir d d(l) Pr la Ley de Faraday-Henry 0 L d d L L

13 3.8 NDUCTANCA (autinducción e nducción utua ) Autinducción Un slenide cn uchas vueltas psee una gran autinducción, y en ls circuits se representa c Para el cas del slenide es sencill calcular la autinducción halland el valr del fluj agnétic. NBA dnde n N/ (nº vueltas L 0 N ( n A 0 n) A 0N A pr unidad 0 n A lngitud)

14 Ejercici 9 septiebre reserva 0 grad tic L , n A

15 nducción Mutua Cuand ds ás circuits están próxis, el fluj agnétic que atraviesa un de ells depende de la crriente que circula pr él y de las que circulan pr ls circuits próxis. P El cap agnétic en P tiene una cpnente debida a y tra debida a. Análgaente para el punt P. B L M Circuit B Circuit M y M es la inducción utua, que depende de la psición relativa entre abs cnductres. Pr la Ley de Faraday L M d d M L d d M L

16 Ejepl: Un slenide larg y estrech, de espiras apretadas, está dentr de tr slenide de igual lngitud y espiras apretadas, per de ayr radi. Calcula la inducción utua de ls ds slenides. M M M n n r Para calcular la inducción utua entre ds cnductres, basta cn supner que pr un de ells circula una crriente y calcular el fluj de cap agnétic a través del tr cnductr. El cciente entre el fluj y la crriente es la inducción utua. enides_cil%c3%adndrics

17 3.9 Energía agnética Una bbina un slenide alacena energía agnética de la isa fra que un cndensadr alacena energía eléctrica. Ecuación de un circuit RL R L d Multiplicand pr en abs iebrs, btenes una ecuación en térins de ptencia R d L Ptencia suinistrada pr la Ptencia alacenada en la bbina batería Ptencia disipada en R pr efect Jule

18 Energía alacenada en la bbina: U du d L du L d La energía ttal alacenada se btiene integrand u f U du L d U 0 L f Densidad de energía: Energía agnética pr unidad de vluen B Cas de un slenide L U Vlu en U A n n u B n B A U A B 0

19 0, A n L J L U f 6, 8 0, /, J n n B u

20 u Transfradres Ecuacines de un transfradr ideal. i i N N u u u perite auentar disinuir la tensión en un circuit eléctric de crriente alterna, anteniend la ptencia N N P P ; i u N N Este eleent eléctric se basa en el fenóen de la inducción electragnética, ya que si aplicas una fuerza electrtriz alterna en el devanad priari, debid a la variación de la intensidad y sentid de la crriente alterna, se prduce la inducción de un fluj agnétic variable en el núcle de hierr. Este fluj riginará pr inducción electragnética, la aparición de una fuerza electrtriz en el devanad secundari. La tensión en el devanad secundari dependerá directaente del núer de espiras que tengan ls devanads y de la tensión del devanad priari. i i u i

21 EJ7 SEPTEMBRE 03 grad en ing. ti N V N 540; N V N V 90; V 00V V ; N N :