Actividades
En el applet que viene a continuación, se puede estudiar el comportamiento del disco y predecir el sentido del momento que ejerce el campo magnético sobre la corriente que circula entre el centro del disco y la periferia del mismo y el sentido de la corriente inducida, en las siguientes casos:
- Fem V de la batería positiva
- Campo magnético B positivo
- Campo magnético B negativo
- Fem V de la batería negativa
- Campo magnético B positivo
- Campo magnético B negativo
Se introduce
- el campo magnético (<10 T), en el control de edición titulado Campo magnético
- la fem de la batería (<1 V), en el control de edición titulado ddp batería
- la resistencia total del circuito (en ohm), en el control de edición titulado Resistencia
Se pulsa el botón titulado Empieza.
Comprobar que la velocidad angular límite w¥ viene dada por el cociente
El programa no responde adecuadamente si esta velocidad es elevada, es decir, si B es pequeño y/o V es grande.
Comprobar que si la resistencia R es grande, el tiempo que se tarda en alcanzar aproximadamente la velocidad angular límite w¥ es grande.
El área de trabajo del applet está dividida en tres partes.
A la izquierda, se observa el movimiento del disco, se representa el circuito, inicialmente con batería conectada y cuando se alcanza una velocidad angular aproximadamente constante, se desconecta la batería. Se representa mediante el movimiento de puntos de color rojo, el sentido de la corriente en el circuito, y la fuerza que el campo magnético ejerce sobre los portadores de carga.
- El campo magnético está representado por una flecha de color azul
- La velocidad de los portadores de carga por una flecha de color rojo
- La fuerza sobre dichos portadores, mediante una flecha de color negro.
En la parte superior derecha, se representa el balance energético.
- El círculo representa la energía suministrada por la batería, que se transforma en
- El sector azul representa la energía cinética del disco
- El sector negro, la energía disipada en la resistencia
Cuando se alcanza la velocidad angular máxima, la mitad de la energía
aportada por la batería se convierte en energía cinética de rotación del
disco, y la otra mitad se ha disipado en forma de calor en la resistencia.
Cuando se desconecta la batería, la energía cinética del disco va
disminuyendo a medida que se disipa en la resistencia. Finalmente, toda la
energía cinética inicial representado por un semicírculo (en el momento en
el que se desconecta la batería) se convierte en calor en la resistencia.
En la parte inferior derecha, se representa.
- la intensidad de la corriente producida por la batería en color azul.
- la intensidad de la corriente inducida, en color rojo.
La intensidad en el circuito es la suma de ambas intensidades.
Cuando se desconecta la batería la intensidad de la corriente producida por ésta se hace cero (la línea horizontal de color azul desaparece).