Se introduce
- El campo magnético (en gauss), que puede ser un número positivo (el campo
magnético apunta hacia el lector), o negativo el campo magnético apunta hacia dentro, de
sentido contrario al anterior.
- La longitud de la varilla (en cm), un número menor que 10.
- La sección de la varilla se ha fijado en 1.0 mm2.
- Finalmente, podemos elegir el material del que está hecho la varilla: aluminio,
cobre, hierro, plomo, wolframio.
Se pulsa el botón titulado Empieza,.
La varilla empieza a caer desde una altura inicial de 100 cm.
Sobre la varilla se dibuja los siguientes vectores:
- El peso mg, flecha vertical hacia abajo de color negro
- El campo magnético B, flecha horizontal de color azul, apuntando hacia adentro
(color azul claro) o hacia afuera (color rosa) del plano del applet.
- El sentido de la corriente inducida, flecha de color rojo a lo largo de la varilla
o el sentido del movimiento de los puntos de color rojo a lo largo de la
espira, que representan la corriente inducida.
- La fuerza magnética, Fm, flecha de color negro vertical apuntando
hacia arriba.
En la parte derecha del applet, se representa:
- En color azul, la velocidad de la
varilla en función del tiempo.
- En color rojo, se representa la intensidad de la corriente
inducida en función del tiempo.
El origen de esta gráfica se ha desplazado a la mitad del applet, a fin de visualizar
tanto los valores positivos (en sentido contrario a las agujas del reloj) como los valores
negativos (en el sentido de las agujas del reloj).
En la parte superior del applet, se proporcionan los valores numéricos de la velocidad y de la
intensidad límite.
Se recomienda al lector que dibuje sobre un papel el sistema formado por la varilla y las
guías, situados en un campo magnético, con el siguiente convenio:
- Un círculo con un punto en su interior, indica que el campo magnético es perpendicular
al plano del papel que apunta hacia el lector.
- Un círculo con una cruz representa un campo magnético perpendicular al plano del papel
que apunta hacia dentro, en sentido contrario al anterior.
- Razonar si el flujo aumenta o disminuye
- Aplicar la ley de Lenz y dibujar el sentido de la corriente inducida
- Dibujar la fuerza que ejerce el campo magnético sobre la corriente inducida en la
varilla. ¿Es de sentido contrario al peso?
Ejemplo
Sea una varilla de 8 cm de longitud y 1 mm2 de sección, que se
mueve verticalmente en un campo magnético uniforme de 300 gauss, que apunta
hacia el lector. Si la varilla está hecha de aluminio, determinar la
velocidad límite que alcanza la varilla
y la corriente inducida límite.
- La masa m de la varilla es igual al producto de la densidad
d por el volumen de la varilla de longitud a y sección S, m=d·S·a
- Su resistencia R es el producto de la resistividad ρ por
la longitud de la varilla a, dividido la sección S,
R=ρ·a/S
Si elegimos otros materiales como el hierro o el plomo, la varilla no alcanza la velocidad límite constante,
si la intensidad del campo magnético es pequeña.
Calculamos la velocidad y la intensidad en el instante t=0.1 s
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