Ejercicio resuelto de Ley de Faraday y Fuerza Electromotriz (FEM) (1 de 2)
Inducción electromagnética · Física · Selectividad (PAU/EBAU)
\( \textbf{Ejercicio.} \)
¿Qué orientación debe tener la superficie de una espira que se encuentra en el seno de un campo magnético uniforme para que el flujo magnético sea nulo? ¿Esto significa necesariamente que la fuerza electromotriz inducida también es nula?
Solución paso a paso
¿Qué orientación debe tener la superficie de una espira que se encuentra en el seno de un campo magnético uniforme para que el flujo magnético sea nulo? ¿Esto significa necesariamente que la fuerza electromotriz inducida también es nula?
Solución: Para que el flujo magnético a través de una espira sea nulo, el vector campo magnético \( \vec{B} \) y el vector superficie \( \vec{S} \) (normal a la superficie de la espira) deben ser perpendiculares. Esto ocurre cuando: \[ \Phi = B \cdot S \cdot \cos \theta \] Si \( \theta = 90^\circ \), entonces: \[ \cos 90^\circ = 0 \quad \Rightarrow \quad \Phi = 0 \] Por lo tanto, la superficie de la espira debe estar paralela al vector campo magnético para que el flujo magnético sea nulo. Sin embargo, esto no implica necesariamente que la fuerza electromotriz inducida (fem) sea también nula. Si la espira está girando, la variación del flujo (\( \frac{d\Phi}{dt} \)) no es cero, aunque el flujo instantáneamente sí lo sea. De hecho, en ese momento el flujo es cero pero la velocidad de cambio del flujo es máxima, por lo que la fem inducida alcanza su valor máximo. Resultado: La superficie de la espira debe estar paralela al campo magnético para que el flujo magnético sea nulo, pero la fem inducida no necesariamente es nula, ya que depende de la variación del flujo y no del valor instantáneo del mismo.
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