Influencia de la velocidad en el cambio de flujo magnético
No es lo mismo mover el imán frente a una bobina de un modo lento o moverlo rápido. La diferencia es muy notable.
Si mueves de modo lento (adelante y atrás) notarás que la aguja del galvanómetro se mueve un poco hacia la izquierda o derecha según el sentido del movimiento del imán.
Si el movimiento lo haces de un modo rápido, así será el movimiento de la aguja del galvanómetro además de generar mayor corriente eléctrica.
Podemos decir que a mayor velocidad del movimiento del imán, mayor es la variación de Flujo que se produce.
Esto equivale a decir que cuanto mayor es la variación de Flujo, mayor es la fuerza electromotriz inducida ε.
Cuanto más bruscamente variamos el campo del imán, mayor intensidad de corriente se produce en la bobina.
Cuanto acabamos de decir Faraday lo expresó:
El signo menos nos indica que los efectos producidos al variar el Flujo magnético se oponen a las causas que los producen.
El incremento de la ε está en razón inversa con la diferencial del tiempo: cuanto menor sea el tiempo que ha durado la variación de Flujo, mayor es la intensidad de la corriente.
Ejercicio 1:
Pregunta:
Observa la figura siguiente e indica si lo que representa es correcto o no razonando tu respuesta:
Respuesta:
La figura no es correcta.
Solución:
La corriente eléctrica inducida en la espira tiene el sentido opuesto al señalado en la figura porque el campo magnético inducido por la corriente eléctrica no se opone a la del imán cuando éste estamos aproximando a la espira.
Si aplicas la regla de la mano derecha el pulgar señalando hacia abajo (sentido de la corriente eléctrica) y el resto de los dedos recogidos o en forma de puño señalan el sentido del campo magnético no se corresponden con la figura:
Notas que la dirección de los dedos recogidos excepto el pulgar nos señalan que el campo magnético producido por la corriente que circula por la espira se suma a la del imán cuando éste se aproxima a la espira, lo que es falso.
Ejercicio 2:
Pregunta:
¿Cuál de los dos imanes llega antes a la base partiendo de la misma altura? Razona tu respuesta.
Respuesta:
El de la derecha.
Solución:
El que desciende por el interior de la bobina genera corriente eléctrica inducida y ésta a su vez un campo magnético que se opone (frena) a la del propio del imán.
Al mismo tiempo, en el descenso se produce por la parte posterior del imán un efecto por el que al disminuir el flujo magnético del imán en las espiras próximas, se produce una corriente eléctrica inducida de sentido opuesto a la que se produjo al comienzo lo que genera un campo magnético que se opone a tal disminución (como si se produjera un empuje hacia arriba).
Tanto en la parte delantera como trasera del imán que desciende por el interior de la bobina se produce una especie de frenado por efecto de los campos magnéticos.
Esto provoca una disminución de velocidad en la caída con relación a la que adquiere alejado de la bobina.
A menor velocidad para hacer un recorrido, mayor será el tiempo que se necesita.
Ejercicio 3:
Pregunta:
Suponiendo que el número de espiras de la bobina de la figura siguiente tiene 300 espiras y el plano del Área de la bobina forma un ángulo de 90º con la dirección en la que movemos el imán:
Calcula el valor de ε inducida en la bobina sabiendo que el radio de cada espira es de 20 centímetros y que el imán lo movemos de modo que la densidad del campo magnético B, pase de 0 a 0,7 T es 0,6 seg.
Respuesta:
44 voltios.
Solución:
