Problema resuelto de Física: Inducción electromagnéticaSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2021 · Junio

Flujo magnético. Con el campo perpendicular al plano de la espira, el vector superficie es paralelo a $\vec B$ ($\theta = 0$):$$\Phi = \vec B\cdot\vec S = B\,S\cos 0 = B\,S$$Variación de flujo. Pasamos las superficies al SI: $S_1 = 2\cdot10^{-4}\,\text{m}^2$, $S_2 = 4\cdot10^{-4}\,\text{m}^2$.$$\Delta\Phi = B\,(S_2 - S_1) = 1\cdot(4\cdot10^{-4} - 2\cdot10^{-4}) = 2\cdot10^{-4}\,\text{Wb}$$Ley de Faraday-Lenz. La fuerza electromotriz inducida es$$\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt}\qquad\Longrightarrow\qquad \varepsilon_{\text{media}} = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$$$\varepsilon_{\text{media}} = -\frac{2\cdot10^{-4}\,\text{Wb}}{10\,\text{s}} = -2\cdot10^{-5}\,\text{V}$$En valor absoluto, $2\cdot10^{-5}\,\text{V} = 20\,\mu\text{V}$. El signo menos expresa la ley de Lenz.

Sentido de la corriente (ley de Lenz). El flujo del campo saliente aumenta. La corriente inducida debe crear dentro de la espira un campo que se oponga a ese aumento, es decir, un campo entrante en el papel. Por la regla de la mano derecha (el pulgar hacia dentro del papel, los dedos dan el sentido de giro), la corriente circula en sentido horario visto desde el lector.

Dibujo. La espira en el plano del papel, con puntos (campo saliente) por todo el plano; dentro de la espira, cruces del campo inducido (entrante), y flechas sobre la espira girando como las agujas del reloj.