Actividades TEMA 15: Ejercicio 1 - Flujo magnético y f.e.m. inducida en espira; Ejercicio 2 Caso 1 - Solenoide

ACTIVIDADES - TEMA 15: Campo eléctrico

1. Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación:

En una región del espacio se encuentra un campo magnético generado de manera artificial; el módulo varía en función del tiempo mediante la siguiente ecuación o modelo matemático: B(t) = t^2 - 4t \quad [\text{T}]

Sobre esta región se coloca una espira de S = 0{,}17\,\text{m}^2, de tal forma que el campo magnético es perpendicular al plano de la espira.

a) Realizo un diagrama de la situación planteada.

[Espacio para diagrama: espira plana con campo magnético B perpendicular entrando/saliendo del plano]

b) Calculo el flujo del campo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo. \Phi(t) = B(t) \cdot S = (t^2 - 4t) \times 0{,}17 = 0{,}17t^2 - 0{,}68t \quad [\text{Wb}]

c) Calculo la f.e.m inducida en la espira en función del tiempo. \varepsilon(t) = -\frac{d\Phi}{dt} = -(0{,}34t - 0{,}68) = -0{,}34t + 0{,}68 \quad [\text{V}]

d) Calculo el flujo del campo y la f.e.m para t = 0{,}15 segundos. \Phi(0{,}15) = 0{,}17(0{,}15)^2 - 0{,}68(0{,}15) = 0{,}17 \times 0{,}0225 - 0{,}102 \approx -0{,}098\,\text{Wb} \varepsilon(0{,}15) = -0{,}34(0{,}15) + 0{,}68 = -0{,}051 + 0{,}68 = 0{,}629\,\text{V}

2. Resuelvo los ejercicios del Caso 1 y Caso 2.

CASO 1:

Un solenoide de 2,5 cm de diámetro y 30 cm de largo tiene 300 vueltas y transporta aproximadamente 12 A. (Serway, 2008).

[Imagen: solenoide con corriente I en ambos extremos, sección transversal circular con radio 1.25 cm. Fuente: https://n9.cl/4qvzh]