Tarea Fuerza Electromotriz (FEM) o Voltaje Inducido

MATERIAL DE FISICA III

Fuerza Electromotriz (FEM) o Voltaje Inducido:

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

Fuerza electromotriz: es el potencial que se genera en una bobina fija en el espacio cuando un imán se mueve en sus cercanías. La expresión matemática de su valor viene dado por el módulo de la ley de Lenz-Faraday. Su fórmula será:

1. ε = N dΦ

            dt

1. B = μ0·I/2·π·r

La permeabilidad del vacío: conocida también como constante magnética, se representa mediante el símbolo μ0 y en unidades SI se define como:

μ0 = 4 π x 10-7 N/ A2

Donde N es el número de espiras de la bobina y Φ es el flujo del campo magnético del imán a través de la sección de la bobina.

Si la bobina está conectada a una resistencia R exterior a la bobina, entonces circulará una corriente eléctrica cuya intensidad viene dada por la ley de Ohm. Su fórmula será:

1. I = ε/ r + R

Donde r es la resistencia de la bobina. El sentido de circulación de la corriente I es tal que se opone a la variación del flujo magnético.

Formulas:

1. V = ε – I * R= La resistencia de las bobinas de la armadura.
2. V = fcem + I * R= La fcem en esas condiciones, de una bobina.

Ejemplo:

1. Un alambre lleva 280 A. Cuál es la inducción magnética en un punto situado a 3.52 m del alambre.

Datos:

I = 280 A

r= 3.52 m

B= µo * I

      2 π * r

B= (4 π x 10-7 N/A2) (280 A) = (1.12 π x 10-5 N/A) 

            2 π (3.52 m)                       7.04 π m

B= 1.60 x 10-5 N/A*m

1. El número de líneas magnéticas que pasan por una sola espira de alambre cambia de 3.15 x10-3 a 6.45 x 10-3 Wb en 2/7 de segundo. ¿Cuál es la fem media inducida?

Datos:

Φ1= 3.15 x10-3 Wb

Φ2= 6.45 x 10-3 Wb

t= 2/7 s

ε = N dΦ

            dt

ε= -7 (6.45 x 10-3 Wb - 3.15 x10-3 Wb) = 0.0231

               2 s                                        2 s

ε= 0.01155 V

1. Una bobina plana está compuesta de 1,800 espiras rectangulares arrolladas sobre un cuadro móvil. El área media de las diferentes espiras es de 45/ π, cm². Se le hace girar al conjunto a una velocidad de 4,000 r.p.m. en un campo magnético uniforme de intensidad B = 0,5 T. Calcular: a) la f.e.m. máxima inducida en la bobina. b) la expresión de la f.e.m. instantánea.

1. El valor máximo de La Fuerza Electromotriz Alterna Inducida viene dada por la ecuación:

εmax= N * B * S * w

                  Adaptaremos los datos al S.I:

N= 1,800 espiras

S= 45/ π, cm²= (45/ π) (1 m2/10,000 cm2= 45 x 10-4/ π m2

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