FísicaFácilCuestión · 0,5 pts

Inducción electromagnética

Castilla-La Mancha · 2026 · Julio
Enunciado
Una bobina de 300 espiras circulares de 2 cm2\,\text{cm} de radio gira en un campo magnético uniforme de 0,5 T0{,}5\,\text{T}. ¿Cuál debería ser su frecuencia para inducir una fuerza electromotriz máxima de 12 V12\,\text{V}?
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Resultado
  f≈10,1 Hz(ω=63,7 rad/s)  \boxed{\;f \approx 10{,}1\ \text{Hz}\quad (\omega = 63{,}7\ \text{rad/s})\;}
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Estrategia

En una bobina que gira, el flujo varía como un coseno, ϕ=NBScos⁡(ωt)\phi = NBS\cos(\omega t), y la fem es su derivada cambiada de signo: ε=NBSωsin⁡(ωt)\varepsilon = NBS\omega\sin(\omega t). El valor máximo es εmaˊx=NBSω\varepsilon_{\text{máx}} = NBS\omega; de ahí se despeja ω\omega y luego f=ω/2πf = \omega/2\pi.
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Desarrollo

Superficie de cada espira:S=πr2=π⋅(0,02)2=1,26⋅10−3 m2S = \pi r^2 = \pi\cdot (0{,}02)^2 = 1{,}26\cdot 10^{-3}\ \text{m}^2Fem máxima de la bobina giratoria:εmaˊx=NBS ω⟹ω=εmaˊxNBS=12300⋅0,5⋅1,26⋅10−3=63,7 rad/s\varepsilon_{\text{máx}} = N B S\,\omega \quad\Longrightarrow\quad \omega = \frac{\varepsilon_{\text{máx}}}{N B S} = \frac{12}{300\cdot 0{,}5\cdot 1{,}26\cdot 10^{-3}} = 63{,}7\ \text{rad/s}Frecuencia:f=ω2π=63,72π=10,1 Hzf = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{63{,}7}{2\pi} = 10{,}1\ \text{Hz}
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Consejo

No olvides el número de espiras NN: la fem de la bobina es NN veces la de una sola espira. Y el enunciado pide la frecuencia, no la velocidad angular: divide entre 2π2\pi.
Paso 1 de 3
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