FísicaFácilCuestión · 1 pts

Inducción electromagnética

Castilla-La Mancha · 2022 · Junio

Enunciado

Acercamos a un imán fijo una bobina a la que tenemos conectado un voltímetro, hasta que la bobina queda completamente dentro del imán, y la dejamos ahí unos segundos y la retiramos. Explica razonadamente cómo varían en este proceso el flujo del campo magnético que atraviesa la bobina y la lectura del voltímetro que tenemos conectado.

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Resultado

\boxed{\;\Phi:\ \text{aumenta} \to \text{constante (máximo)} \to \text{disminuye};\quad \varepsilon:\ \neq 0 \to 0 \to \neq 0 \text{ con signo contrario}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Según la ley de Faraday, la f.e.m. inducida (lo que mide el voltímetro) es

\varepsilon = -N\,d\Phi/dt

: depende de que el flujo cambie, no de su valor. Hay que separar el proceso en tres tramos.

Desarrollo

Acercamiento: la bobina entra en una zona de campo cada vez más intenso; el flujo que la atraviesa aumenta. Como el flujo cambia, el voltímetro marca una tensión (de un cierto signo), tanto mayor cuanto más deprisa movamos la bobina.
Reposo dentro del imán: el flujo es máximo pero constante. No hay variación de flujo, así que el voltímetro marca cero, aunque el campo sea intenso.
Retirada: el flujo disminuye hasta anularse. El voltímetro vuelve a marcar una tensión, ahora de signo contrario al del acercamiento (ley de Lenz: la corriente inducida se opone ahora a la disminución del flujo).