Induccin Electromagntica.(Elektromagnetickindukce) (Transformadores y Generacin de corriente alterna)Cuando veas este icono plsalo para observar una animacin que aparecer en tu exploradorCuando veas este icono plsalo para observar una vdeo que aparecer en tu explorador

Experimentos de Faraday (1831) Animacin1 Animacin2En 1831 descubre que un campo magntico variable en la proximidad de un circuito elctrico (cerrado) induce en l una corriente elctrica.A este fenmeno se le denomina induccin electromagnticaMichael Faraday 1791-1867

Experimentos de Faraday

Animacin1 Animacin2

Experimentos de Faraday

Animacin1 Animacin2A la corriente elctrica que se genera se le llama: corriente inducida.

Al circuito donde aparece la corriente se le denomina circuito inducido, y al dispositivo que produce (induce) la corriente se denomina inductor.

Faraday observo que la corriente inducida depende de los siguientes factores:Slo aparece corriente cuando hay variacin en el campo magntico ( cambio espacial: el imn o el circuito se mueven o cambio temporal el campo magntico aparece y desaparece -electroiman-)La corriente es mayor si:El campo B es ms intensoEl circuito tiene una superficie (rea) mayorEl cambio es ms rpido

Para entender y explicar el fenmeno Faraday invento el concepto de lneas de campo y el de flujo magntico

Experimentos de Faraday Animacin1 Animacin2En

Experimento de HenryCorriente: Se conductor.

Para que elctrico)

Flujo Magnetico (magnetick tok)El flujo magntico () a travs de una superficie es una medida de la cantidad de lneas de campo magntico que atraviesan esa superficie.

De qu depende el valor del flujo?

Flujo Magnetico (magnetick tok)El flujo magntico que atraviesa la superficie de un circuito cerrado depende de los siguientes factores:De la intensidad del campo magntico (modulo del campo magntico, B)Del rea del circuito cerrado (S)De la orientacin del circuito respecto del campo magntico. En concreto del ngulo formado por B y la direccin normal (perpendicular) al plano del circuito

En el sistema internacional el Flujo magntico se mide en Weber (1Wb=1T/m2)

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. La Ley de induccin electromagntica de Faraday: la fuerza electromotriz inducida (fem, ) en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magntico que atraviesa la superficie del circuito.

La Ley de Lenz: las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas sern de un sentido tal que se opondrn a la variacin del flujo magntico que las produjeron.La teora actual afirma que los campos magnticos variables producen una fuerza electromotriz (tensin, diferencia de potencial) inducida (, Indukovan elektromotorick napt) que genera la corriente elctrica inducida

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. Si llamamos al flujo a travs una espira y hay N espiras esta expresin se puede escribir:Si llamamos al flujo que atraviesa la superficie del circuito la expresin matemtica de estas leyes es:

(versin real y exacta de la ley, nos da la fem instantnea)

Animacin1 Animacin2(versin aproximada de la ley, nos da la fem media)

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. Observaciones:La palabra clave en la ley de Faraday es cambio, el flujo magntico tiene que cambiar en el tiempo para que halla fuerza electromotriz inducida (y por tanto corriente inducida).

El flujo puede cambiar por distintas razones:Porque el causante (inductor) de un campo magntico permanente (el imn) se mueve respecto del circuito (inducido). Movimiento relativo entre inductor e inducidoPorque aunque no haya movimiento el campo magntico est variando en el tiempo. (Ej una bobina en la que la corriente varia crea un campo magntico variable, porque es corriente alterna o porque se enciende y se apaga el circuito)Porque el rea de la espira (del circuito cerrado) vara (Ej: la deformamos).

Nota: Las 2 expresiones para la fem inducida (la fem media y la fem instantnea) dan el mismo resultado cuando el ritmo de variacin del flujo magntico es constante.

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. Ejemplo1 (ej4)Calcular el valor de la fem inducida (media) en una bobina de 200 vueltas que tarda 210-1s en pasar entre los polos de un imn en forma de herradura desde un punto en que el flujo magntico es 510-3 Wb a otro en el cul ste vale 810-3 Wb.Cunto valdr la intensidad de corriente media si la Resistencia de la bobina es de 10?

Resolucin:-N=200- t=210-1s-1= 510-3 Wb -2= 810-3 Wb

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. Ejemplo 2Un campo magntico uniforme de 0.4 T atraviesa perpendicularmente una espira circular de 5cm de radio y 15 ohmios de resistencia. Calcula la fem y la intensidad de corriente inducidas si la espira gira un cuarto de vuelta alrededor de su dimetro en 0.1 s.)Resolucin:Datos: B=0,4T r=5cm=0,05m. R=15t=0,1sGiro de un cuarto de vuelta (angulo inicial=0, angulo final=90)

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. Ejemplo 2 (ej5)Un campo magntico uniforme de 0.4 T atraviesa perpendicularmente una espira circular de 5cm de radio y 15 ohmios de resistencia. Calcula la fem y la intensidad de corriente inducidas si la espira gira un cuarto de vuelta alrededor de su dimetro en 0.1 s.)Resolucin:Datos: B=0,4T r=5cm=0,05m. R=15t=0,1sGiro de un cuarto de vuelta (angulo inicial=0, angulo final=90)

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. Ejemplo 3 (ej6)En un marco cuadrado de 30 cm de lado tenemos 10 vueltas de alambre enrollado. La intensidad de la componente horizontal del campo magntico terrestre es de 0.2 Wb/m2. Si se hace girar el marco alrededor de un eje vertical, a partir de un plano norte/sur hacia un plano este/oeste, en 0.150 sCual es la fem inducida?Cual es la corriente inducida si la resistencia de la bobina es de 2 ?

Sentido de la corriente. Ley de Lenz. La Ley de Lenz: las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas sern de un sentido tal que se opongan a la variacin del flujo magntico que las produjeron. Animacin1 Animacin2De otra forma:La Ley de Lenz: la corriente inducida y el campo magntico inducido tendrn un sentido que se oponga al cambio que los produce.

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. video Animacin1 Animacin2La Ley de Lenz: la corriente inducida y el campo magntico inducido tendrn un sentido que oponga al cambio que los produce.

Sentido de la corriente. Ley de Lenz. Animacin1 Animacin2La Ley de Lenz: la corriente inducida y el campo magntico inducido tendrn un sentido que oponga al cambio que los produce.

Sentido de la corriente. Ley de Lenz. La Ley de Lenz: las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas sern de un sentido tal que se opongan a la variacin del flujo magntico que las produjeron. Animacin1 Animacin2

Ley de Lenz-Faraday. Fuerza electromotriz inducida. video Animacin1 Animacin2

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Ley de Lenz. DemostracionesDemostraciones para las leyes de Lenz y de Faraday:DEmostraciones para el tema de campo magntico:Experimento de Oersted Motores de corriente continuaDemostraciones para el tema de Induccion:El generador "pequenito" +amperimetro, voltimetro El generador grande+ bombillas El tubo de cobre y el de PVC con iman de neodimio El "anillo saltarin" (en electroiman) El transformador El freno magntico (con disco y con pendulo triangular) (correintes de foucault) Motores de alterna El altavoz El detector de metales, la linterna de induccion

Sentido de la corriente. Ley de Lenz. Animacin1 Animacin2NSA)B)C)D)

Sentido de la corriente. Ley de Lenz. Animacin1 Animacin2

Sentido de la corriente. Ley de Lenz. Animacin1 Animacin2NSE)F)

Generador. Produccin de Corriente alterna. Si hacemos girar una espira en el interior de un campo magntico (B), aproximadamente uniforme se inducir en ella una fuerza electromotriz y por tanto una corriente elctrica.

Esta corriente est cambiando continuamente en el tiempo.

La corriente cambia en magnitud y signo.

Animacion1Este principio es utilizado en el generador electromagntico para producir corriente alterna.

Es un ejemplo clsico de transformacin de energa mecnica (del movimiento) en energa elctrica

Generador. Produccin de Corriente alterna.

s el rea de la espira el ngulo entre B y la direccin normal de la espira. vara de 0 a 360 .

Expresando el ngulo girado en funcin de la velocidad angular de giro

t representa el ngulo girado en radianes, la velocidad angular en rad/s.

Si hacemos girar una espira en el interior de un campo magntico (B), aproximadamente uniforme. El flujo magntico que la atraviesa ser:

Generador. Produccin de Corriente alterna. Expresando el ngulo girado en funcin de la velocidad angular de giro

t representa el ngulo girado en radianes, la velocidad angular en rad/s.

Por lo tanto en la espira se inducir una fuerza electromotriz de valor:

Si la bobina tiene N espiras:

Generador. Produccin de Corriente alterna. Si mantenemos constante la induccin del campo y la velocidad de giro, sindolo tambin el nmero de espiras y el rea de las mismas, tendremos: Como puede verse en la frmula la f.e.m. resultante tendr forma senoidal.

Generadores de corrienteGeneradores de corriente AC: AlternadorSi no te funciona la animacin de esta pgina pulsa este icono

Generadores de corriente

Generadores de corriente DC: DinamoSi no te funciona la animacin de esta pgina pulsa este icono

Transformadores

Si suponemos:t

Transformadores Si adems suponemos que en el transformador no se pierde energa en forma de calor (tampoco se puede crear energa) la potencia en el circuito primario tiene que ser la misma que en el circuito secundario:Si la fem aumenta la intensidad tiene que disminuir:

Corrientes de Foucault

Freno magntico

Autoinduccin

Aplicaciones

Detectores de metales

Micro y altavoces

Micro y altavoces

Pon ejemplo (con altavoces), pide texto para casa explicando el funcionamiento de un altavoz, lo expondrn en voz alta y recogers cinco o seis.Tienen que usar las palabras: induccin electromagntica, flujo, corriente elctrica inducida, fuerza magntica, bobina

Direcciones

http://iesfgcza.educa.aragon.es/depart/fisicaquimica/fisicasegundo/camag.htm