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Inducción electromagnética
Castilla y León · 2020 · Julio
Enunciado
El flujo que atraviesa una espira viene dado por , en unidades del S.I. Calcule el valor de la fuerza electromotriz inducida en el instante y represente gráficamente la dependencia de la fem con el tiempo entre los instantes y .
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Resultado
Gráfica: recta decreciente de () a (), que se anula en .
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1
Estrategia
Por la ley de Faraday-Lenz, la fem inducida es menos la derivada del flujo respecto del tiempo. Se deriva la expresión del flujo, se evalúa en y, como la fem resulta lineal en , su gráfica es una recta que basta con fijar por dos puntos.
2
Desarrollo
Ley de Faraday-Lenz:En :Es nula porque en ese instante el flujo pasa por un extremo (un mínimo, ): deja de disminuir y empieza a aumentar, y su variación instantánea es cero.
Gráfica. es una recta de pendiente y ordenada en el origen . Algunos valores:
Se dibuja con en abscisas (de 0 a 10 s) y en ordenadas: un segmento recto que empieza en , corta el eje de tiempos en y termina en .
El cambio de signo en significa que la corriente inducida invierte su sentido: antes se opone a la disminución del flujo y después a su aumento (ley de Lenz).
Gráfica. es una recta de pendiente y ordenada en el origen . Algunos valores:
| (s) | 0 | 2,5 | 5 | 7,5 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|
| (V) | 0,5 | 0 | −0,5 | −1,0 | −1,5 |
El cambio de signo en significa que la corriente inducida invierte su sentido: antes se opone a la disminución del flujo y después a su aumento (ley de Lenz).
3
Consejo
No olvides el signo menos de la ley de Faraday: aquí decide en qué tramo la fem es positiva y en cuál negativa.
En la gráfica, rotula los ejes con magnitud y unidad y marca los puntos clave (los extremos y el corte con el eje): es lo que mira el corrector.
Paso 1 de 3
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