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Tema 9: Inducción
electromagnética
- LEY DE FARADAY-HENRY Y LENZ
- La variación de flujo que atraviesa un
circuito produce una corriente inducida
generada por una fuerza electromotriz
cuyo valor es proporcional a la
velocidad del cambio de flujo.
- Experimento de
Faraday
- Faraday comprueba esto al acercar un imán por
uno de sus polos a una espira, generando en
esta una corriente que tenderá a equilibrar las
líneas de campo (flujo) generadas dependiendo
de si son excesivas (al acercar el imán) o el flujo
disminuye (al alejar el imán).
- Faraday comprueba esto al acercar un imán por
uno de sus polos a una espira, generando en
esta una corriente que tenderá a equilibrar las
líneas de campo (flujo) generadas dependiendo
de si son excesivas (al acercar el imán) o el flujo
disminuye (al alejar el imán).
- Experimento de Henry
- Henry llega a las mismas conclusiones realizando el experimento con
una corriente magnética y una varilla conductora de una longitud
determinada que se mueve a una velocidad determinada. En lugar de
observar la variación de flujo magnético directamente como Faraday,
analiza las variaciones de energía potencial (trabajo) de las cargas que
circulan por la varilla.
- Concluye tanto en la expresión de la variación de flujo en un tiempo determinado
para el cálculo de la energía electromotriz como la siguiente expresión:
- ε = B · L · v
- ε = B · L · v
- Concluye tanto en la expresión de la variación de flujo en un tiempo determinado
para el cálculo de la energía electromotriz como la siguiente expresión:
- Henry llega a las mismas conclusiones realizando el experimento con
una corriente magnética y una varilla conductora de una longitud
determinada que se mueve a una velocidad determinada. En lugar de
observar la variación de flujo magnético directamente como Faraday,
analiza las variaciones de energía potencial (trabajo) de las cargas que
circulan por la varilla.
- ε = - dΦ / dt
- ε = E electromotriz (ddp)
- Φ = flujo de campo magnético en
superficies no cerradas (en las que es 0)
- t = tiempo de variación del flujo
- ε = E electromotriz (ddp)
- Ley de Lenz: La corriente
inducida se opone a la variación
de flujo (signo negativo en la
expresión matemática de la Ley).
- La variación de flujo que atraviesa un
circuito produce una corriente inducida
generada por una fuerza electromotriz
cuyo valor es proporcional a la
velocidad del cambio de flujo.
- CORRIENTE ALTERNA
- Características
- Menor disipación de energía que con la corriente continua.
- Poca intensidad de corriente y mayor
voltaje (creando una tensión alta).
- Se utiliza para ser transportada.
- Menor disipación de energía que con la corriente continua.
- Para generarla se necesita un electroimán y una espira o bobina,
generando un circuito llamado ALTERNADOR.
- La bobina o espira gira con determinada velocidad angular (ω), constante en el seno del campo
magnético generado por el electroimán.
- En la bobina se induce energía electromagnética con las variaciones periódicas del
flujo que la atraviesa (pues el ángulo entre la superficie de la bobina y el campo
magnético varía periódicamente.
- La bobina o espira gira con determinada velocidad angular (ω), constante en el seno del campo
magnético generado por el electroimán.
- Expresiones generales de corriente alterna:
- ε = - dΦ / dt = B · S · N · ω · sen(ω · t)
- Φ = B · N · S · cos(ω · t)
- ε = - dΦ / dt = B · S · N · ω · sen(ω · t)
- Características
- ELEMENTOS BÁSICOS DE UN CIRCUITO
- Resistencias
- Producen una caída de tensión con
desprendimiento de calor. Su magnitud viene
dada por la Ley de Ohm:
- R = V / I
- R = V / I
- Producen una caída de tensión con
desprendimiento de calor. Su magnitud viene
dada por la Ley de Ohm:
- Bobinas
- Por ellas circula una intensidad de corriente eléctrica y magnética determinada
- Por ellas circula una intensidad de corriente eléctrica y magnética determinada
- Espiras
- Resistencias
- TRANSFORMADORES
- Un transformador consiste en dos arrollamientos de hielo conductor,
ambos en torno al mismo núcleo de hierro. Un arrollamiento está unido
a una tensión de corriente alterna y es el primario; el otro, secundario,
está unido al circuito para cuyo funcionamiento se necesita el cambio de
voltaje.
- Por tanto, su función es la de aumentar o reducir el voltaje de
la corriente y mantener la potencia. Sin embargo esta potencia
puede perderse a veces en forma de calor.
- Rendimiento (η) = Potencia útil / Potencia total
- Efecto Joule: Pérdida de potencia sin obtener rendimiento a cambio.
- Efecto Joule: Pérdida de potencia sin obtener rendimiento a cambio.
- Rendimiento (η) = Potencia útil / Potencia total
- Razón de transformación
- Relación entre la energía electromotriz, número de espiras del
arrollamiento, voltaje o intensidad entre el primario y el secundario.
- Mayor que la unidad si el transformador es reductor de tensión y menor si la eleva.
- ε 1 / ε 2 = N1 / N2 = V1 / V2 = I2 / I1
- Relación entre la energía electromotriz, número de espiras del
arrollamiento, voltaje o intensidad entre el primario y el secundario.
- Por tanto, su función es la de aumentar o reducir el voltaje de
la corriente y mantener la potencia. Sin embargo esta potencia
puede perderse a veces en forma de calor.
- Un transformador consiste en dos arrollamientos de hielo conductor,
ambos en torno al mismo núcleo de hierro. Un arrollamiento está unido
a una tensión de corriente alterna y es el primario; el otro, secundario,
está unido al circuito para cuyo funcionamiento se necesita el cambio de
voltaje.
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