Espiras en un campo magnético variable con el tiempo (I)

Actividades

Se introduce

• La amplitud del campo magnético B₀ , en el control de edición titulado Campo magnético
• Frecuencia f , en el control de edición titulado Frecuencia
• Número de espiras N, en el control de edición titulado Número de espiras
• El área de la espira se ha fijado en el programa interactivo, es un cuadrado de a=10 cm de lado

Se pulsa el botón titulado Empieza.

A la izquierda del applet, observamos las piezas polares del electroimán. En el primer semiperiodo el polo Norte está abajo y el polo Sur arriba, cuando transcurre medio periodo se invierte la polaridad.

La corriente inducida, se representa mediante el movimiento de unos puntos rojos (cargas positivas) sobre las espiras.

Se representa en color negro, el vector superficie S, que que es proporcional al número de espiras N, y en color azul el vector campo B, cuyo módulo y sentido va cambiando con el tiempo.

En la parte derecha del applet, se representa en el mismo sistema de ejes

• En color azul, el campo magnético en función del tiempo.
• En color rojo, la fem en las espiras.

Ejemplo:

• Sea B₀= 40 gauss=0.004 T
• Frecuencia f=1 Hz
• Número de espiras N=4
• Área de la espira S=100 cm²=0.01 m²

El periodo P=1/f=1 s, la frecuencia angular ω=2πf=2π rad/s

Calcular la fem en el instante t=P/2=0.5 s

Vє=-S·N·B₀·ω·cos(ω·t)=-0.01·4·0.004·2·π·cos(π)=1.005·10^-3 V=1.005 mV