FísicaMedio1 pts
Inducción electromagnética
Castilla y León · 2022 · Julio
Enunciado
Por el centro de una espira circular, y en dirección perpendicular al plano de la espira, hay un hilo conductor muy largo por el que circula corriente de intensidad constante. La espira comienza a moverse hacia arriba, manteniéndose su plano siempre perpendicular al hilo. Razone cómo varía la f.e.m. inducida en la espira.
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Resultado
La f.e.m. inducida es nula en todo momento: las líneas del campo del hilo están en el plano de la espira, el flujo es cero y no cambia al moverla.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
Por la ley de Faraday, solo hay f.e.m. inducida si varía el flujo magnético a través de la espira. Hay que ver cómo es el campo del hilo en la superficie de la espira: sus líneas son circunferencias concéntricas con el hilo, contenidas en planos perpendiculares a él, es decir, paralelas al plano de la espira. El flujo es nulo siempre.
2
Desarrollo
El hilo rectilíneo crea un campo de módulocuyas líneas son circunferencias centradas en el hilo y situadas en planos perpendiculares a él. En cada punto, es tangente a la circunferencia que pasa por ese punto.
La espira está en un plano perpendicular al hilo, así que el campo en cualquier punto de su superficie está contenido en el plano de la espira: es perpendicular al vector superficie . El flujo a través de la espira es:Al moverse la espira hacia arriba, a lo largo del hilo, su plano sigue siendo perpendicular al hilo y la situación es idéntica en cada posición (el hilo es muy largo, así que el campo es el mismo a cualquier altura). El flujo vale cero en todo momento y no varía:Por tanto, no se induce ninguna f.e.m. en la espira, ni mientras está quieta ni mientras se mueve, y no circula corriente por ella. La f.e.m. no varía: es nula todo el tiempo.
(Tampoco aparece f.e.m. por movimiento: la velocidad de la espira es paralela al hilo y es radial, perpendicular a cada elemento de la espira, así que no empuja las cargas a lo largo del conductor.)
La espira está en un plano perpendicular al hilo, así que el campo en cualquier punto de su superficie está contenido en el plano de la espira: es perpendicular al vector superficie . El flujo a través de la espira es:Al moverse la espira hacia arriba, a lo largo del hilo, su plano sigue siendo perpendicular al hilo y la situación es idéntica en cada posición (el hilo es muy largo, así que el campo es el mismo a cualquier altura). El flujo vale cero en todo momento y no varía:Por tanto, no se induce ninguna f.e.m. en la espira, ni mientras está quieta ni mientras se mueve, y no circula corriente por ella. La f.e.m. no varía: es nula todo el tiempo.
(Tampoco aparece f.e.m. por movimiento: la velocidad de la espira es paralela al hilo y es radial, perpendicular a cada elemento de la espira, así que no empuja las cargas a lo largo del conductor.)
3
Consejo
Antes de aplicar Faraday, dibuja las líneas del campo y mira si atraviesan la espira. Un campo intenso no basta: si es paralelo a la superficie, el flujo es cero y no hay inducción.
Paso 1 de 3
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