CAMPO MAGNÉTICO III: Ley de Faraday-Lenz.

Física

Departamento de Física Aplicada.

Facultad Ciencias Químicas. U.C.L.M.

CAMPO MAGNÉTICO III: Ley de Faraday-Lenz.

1) Una barra conductora de longitud L y situada sobre el plano XY gira con una velocidad  alrededor del eje Z, que pasa por su extremo. Dicha barra está situada en el interior de un campo magnético paralelo al eje Z (eje de giro). Calcular la diferencia de potencial inducida (d. d. p.) entre sus extremos, en los siguientes casos:

a) El campo magnético es homogéneo, , donde B0 es una constante positiva.

b) El campo magnético viene dado por , donde C es una constante positiva y r la distancia al eje Z

Solución:

2) Se sitúa una varilla conductora de longitud L perpendicularmente a un conductor rectilíneo infinito por donde circula una corriente I0. Entre la varilla y el hilo existe una distancia d. Calcular la diferencia de potencial inducida entre los extremos de la varilla cuando ésta se mueve con una velocidad v0 paralela a dicho hilo. Repetir el problema si v0 fuera perpendicular al hilo.

Solución:

3) Considérese una varilla conductora de resistencia R y masa m que se desliza sin rozamiento a lo largo de dos raíles metálicos paralelos de resistencia eléctrica despreciable. Dichos raíles están separados entre sí una distancia a e inclinados un ángulo  respecto de la horizontal. Suponiendo que existiera un campo magnético B0 homogéneo y dirigido hacia arriba (véase la figura):

a) Calcular la fuerza que se opone al movimiento de la varilla (fuerza paralela a los raíles).

b) Determinar la velocidad límite de la varilla.

Solución:

4) Una espira cuadrada de lado a se encuentra a una distancia d de un conductor rectilíneo infinito por donde circula una corriente I0 (véase la figura del problema 2). Calcular la diferencia de potencial y el sentido de la corriente eléctrica inducida en los siguientes casos:

a) La espira gira en torno al conductor rectilíneo pero manteniéndose siempre a la misma distancia del mismo.

b) La espira se traslada paralelamente al conductor.

c) La espira se aleja del conductor perpendicularmente.

Solución: I se induce en sentido antihorario.

5) Una bobina circular de alambre tiene 5 cm. de radio y 400 vueltas. Inicialmente está situada perpendicularmente a un campo magnético homogéneo y constante de módulo 0.4 T. Calcular la fuerza electromotriz inducida (d. d. p.) en los extremos del bobinado en los siguientes casos:

a) La bobina se retira del campo magnético en 3 s. manteniendo la perpendicularidad y con velocidad constante.

b) La bobina gira 180º en cinco segundos.

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