Inducción magnética

1.         Una espira cuadrada y una espira circular están en el mismo plano. Entre ambas hay un conductor recto recorrido por una corriente eléctrico. Determina el sentido de la corriente eléctrica inducida en cada una de las espiras si:

a.    La corriente es de 5 A.

b.    La corriente disminuye de 5 A a 3 A.

c.    La corriente aumenta en 4 A.

2.         Disponemos de un hilo indefinido por el que circula una corriente de intensidad constante. Movemos una pequeña espira circular en las proximidades del hilo indefinido en los sentidos (a, b, c y d) indicados en la figura. Indica en qué casos aparecerán corrientes inducidas y cuál será entonces el sentido de la corriente.

 

3.         Disponemos de una espira cuadrada por la que circula corriente en sentido horario. Le superponemos otra espira idéntica no conectada a ninguna pila. Indica en qué sentido circulará la corriente inducida por la segunda espira cuando la alejas de la primera separándola del plano del papel hacia ti.

 

4.         (PAU junio 01) Por un conductor rectilíneo circula una corriente continua I. Al lado hay una espira circular situada de manera que el hilo rectilíneo y la espira están en el mismo plano.

a.    Cuáles serán la dirección y el sentido del campo magnético creado por la corriente I en la región del espacio donde está la espira?

b.    Si disminuye el valor de I, aparecerá una corriente eléctrica inducida en la espira? Por qué?

                                                                                                                                                                                                                                                                 Resultado:       Perpendicular al papel y hacia afuera
Sí, porque habrá una variación del flujo

5.         Una espira cuadrada de 10 cm de lado que tiene una resistencia eléctrica de 0,5 ohms está en un campo magnético perpendicular al plano de la espira. El valor de la inducción magnética disminuye uniformemente 0,5 T cada segundo. Calcula la intensidad de corriente eléctrica que circula por la espira.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Resultado:       0,01 A

6.         Una espira rectangular de 3 cm por 8 cm gira sobre su lado más pequeño con una velocidad angular de 50 vueltas por segundo en un campo magnético uniforme de 2 T. Calcula el valor máximo de la fuerza electromotriz inducida.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Resultado:       1,50 V

7.         Una bobina formada por 200 espiras cuadradas de 6 cm2 gira a 3.000 rpm en un campo magnético uniforme de 0,2 T. Calcula el valor máximo de la fuerza electromotriz inducida.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Resultado:       7,54 V

8.         Uno solenoïde compuesto por 1.000 espiras de 10 cm de diámetro y de una longitud total de 20 cm, es recorrido por una corriente de 3 A. Calcula el flujo magnético a través del solenoïde.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               Resultado:       0,147 Wb

9.         Un conductor recto de 10 cm de longitud se mueve con una velocidad de 10 cm/s en dirección perpendicular a un campo magnético uniforme de 2 T. Calcula la fuerza electromotriz inducida en el conductor sabiendo que se mantiene perpendicular al campo magnético.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Resultado:       0,02 V

10.     Una resistencia de 0,2 ohms une dos raíles paralelos que distan 5 cm entre si y están en un campo magnético uniforme de 0,1 T. Un conductor se desplaza, apoyado en los raíles, en dirección perpendicular a éstos y al campo con una velocidad de 20 cm/s. Calcula:

a.    La fuerza electromotriz inducida en los extremos del conductor.

b.    La intensidad de la corriente inducida en el circuito.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Resultado:       1 mV
5 mA

11.     La distancia entre los extremos de las alas de un avión es de 30 metros. Calcula la fuerza electromotriz inducida entre estos extremos cuando el avión vuela con una velocidad de 720 km/h en una región en las que la componente vertical del campo magnético terrestre es 4.10-5 T.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Resultado:       0,24 V

12.     Una espira rectangular de dimensiones 5 cm y 20 cm con una resistencia de 6 ohms se mueve con una velocidad de 10 cm/s en una dirección perpendicular a un campo magnético uniforme de 1,5 T. Calcula:

[Cuadro] de [texto]: 5 cm

a.    El sentido y el valor de la intensidad de la corriente inducida en la espira mientras toda ella está dentro del campo magnético.

b.    El sentido y el valor de la intensidad inducida mientras está saliendo del campo magnético.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Resultado:       1,25 mA

13.     Una espira cuadrada de 10 cm de lado gira alrededor de un eje vertical en un campo magnético uniforme horizontal de 0,5 T. Calcula la velocidad angular a la que tiene que girar la espira para que se induzca una fuerza electromotriz máxima de 5 V.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Resultado:       1.000 rad/s

14.     Un conductor recto de 10 cm de longitud cuelga en posición horizontal de dos muelles iguales y oscila en un plano vertical con un periodo de 0,2 según y una amplitud de 1 cm en un campo magnético uniforme de 2 T, horizontal y perpendicular al conductor. Determina la expresión de la fuerza electromotriz inducida.

                                                                                                                                                                                                                                                                                         Resultado:       2p.10-2 T.m2/s . cos(10pt)

15.     Una espira conductora de 10 cm de diámetro está en un campo magnético perpendicular al plano de la espira. La inducción magnética varía en función del tiempo según la expresión B = 5 + 2.t (t en segundos , B en Teslas). Calcula la fuerza electromotriz inducida.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Resultado:       5p.10-3 V

16.     Una bobina compuesta de 30 espiras cuadradas de 10 cm de lado está en un campo magnético variable con el tiempo según la expresión B = 3.t2 (unidades del SI). El plano de la espira y el campo forman un ángulo de 60 º. Calcula:

a.    El flujo electromagnético a través de la espira.

b.    La intensidad de corriente eléctrica que circula por la bobina en el instante t = 2 s, sabiendo que la resistencia eléctrica de la bobina es de 5 ohms.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Resultado:       0,78.t2
0,624 A