INDUCCIÓ ELECTROMAGNÉTICA

 

T.1. Flux magnètic a través d’una espira. És el nombre de línies de camp que travessen una superfície donada, S, col·locada perpendicularment a aquestes línies de camp.

 

 

T.2. Flux magnètic que travessa un solenoide. És igual al producte del que travessa una espira pel nombre d’espires del solenoide.

 

T. 3. Força electromotriu induïda. Llei de Faraday. Si el camp magnètic que travessa el solenoide varia en funció del temps, s’indueix en el solenoide o bobina una força electromotriu. La magnitud d’aquesta força electromotriu és proporcional a la rapidesa amb què varia el flux que travessa l’espira.

 

 

 

T.4. Llei de Faraday – Lenz. Lenz va modificar la llei de Faraday indicant que la corrent induïda circula de forma que s’oposa a la causa que origina la corrent.

   

    en el cas que la variació de flux no sigui constant

 

 

T.5. Algunes formes de generar corrents induïdes

a)     variació del camp magnètic. És pot aconseguir apropant i allunyant un imant (o obrint i tancant un circuit)

b)     variació de la superfície. És pot aconseguir, p.e,  fent lliscar una barra sobre un carril metàl·lic.

          c)     variació de l’angle. Alternador.

Si tenim una espira que gira dins un camp elèctric amb velocitat angular constant podem calcular l’angle girat com:

 

 

 

 

            per tant,  el flux magnètic queda:

 

 

si fem la derivada respecte del temps

 

 

que és el voltatge que genera un alternador, on e₀ és el voltatge màxim que pot generar l’alternador.

Si en comptes d’una espira tenim N espires:

 

 

generador de corrent alterna: http://www.youtube.com/watch?v=yDP1ihcI9ts&feature=player_embedded#!

generador de corrent alterna: http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=rjH0bSf5uMU

motors i generadors: http://www.youtube.com/watch?v=d_aTC0iKO68&feature=related

 

 

T.5. Corrent alterna

a) Definició. És un corrent en què el voltatge i la intensitat canvien , de forma periòdica, de sentit. La periodicitat la dóna una funció sinusoïdal del temps. Com a funció periòdica, es poden definir els conceptes: període, T, i  freqüència, f

b) Intensitat de corrent. Si apliquem la llei d’Ohm en un circuit format per un generador de corrent altern (alternador) i una resistència òhmica, R, obtenim que:

 

 

Hi ha un valor màxim d’intensitat I₀

 

c) Valors eficaços d’intensitat i voltatge. Són els valors d’intensitat i voltatge d’un corrent continu que circulant en el mateix circuit, i en el mateix temps, generarien la mateixa quantitat de calor que la del corrent altern

Es calculen com:

 

 

d) Potència instantània i màxima. Podem calcular la potència com:

 

 

on P₀ és la potència màxima que pot generar el circuit

 

e) Potència mitjana. És la potència que més interessa i coincideix amb el producte dels valors eficaços de voltatge e intensitat.

 

 

f) Transformador. És un aparell que permet modificar les tensions en corrent altern.

Es basa en dos principis:

i) la potència del circuit primari és igual que el secundari (en el cas ideal)

 

ii) el flux en el circuit primari és igual al del secundari.

 

 

                             En resum:

 

http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=_MiPEHrHQRo

 

        iii) Perquè s’utilitza voltatges alts en el transport de corrent elèctrica?

 

En un conductor l’energia es dissipa com P=I²·R o bé W= I²·R·t, així veiem que és proporcional al quadrat de la intensitat i, per tant, la forma de minimitzar la pèrdua d’energia és disminuir la intensitat. S’utilitza el transformador per reduir la intensitat (de sortida=secundari), i això fa que augmenta el voltatge  si I_s és més petita e serà més gran.