INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Cuarta Unidad Parte C Física General II INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Cuarta Unidad Parte C

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Ley de Faraday Generadores y Motores El transformador Inductancia Ecuaciones de Maxwell Ondas electromagnéticas 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Introducción Ya estudiamos que una corriente eléctrica produce un campo magnético (Oersted, Biot, Savart y Ampere). Ahora vamos a examinar si un campo magnético puede producir un corriente eléctrica (Faraday, Lenz, Henry) 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

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Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Ley de Faraday La fem inducida en una espira de alambre es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la bobina. 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

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Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Ley de Lenz La dirección de la corriente inducida es tal que su propio campo magnético se opone al cambio original en el flujo magnético que indujo la corriente. 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Ejemplo 20.1 emf inducido

Cambio en el flujo magnético Φm debido a la orientación de la espira 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Ver ejemplo 20.1 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Ejemplo 20.5 Motor eléctrico

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Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Transformador Cuando se aplica un voltaje de ca V1 en la bobina de entrada del transformador, la corriente resultante induce un flujo magnético variable a través del nucleo de hierro que es proporcional al numero de vueltas N1 en la bobina de entrada. Este flujo cambiante induce un voltaje V2 proporcional al numero de vueltas N2. 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Potencia de entrada ≈ Potencia de Salida Si ignoramos cualesquiera perdida de energía del transformador , la ley de conservación de energía requieren que sean iguales la salida y la entrada de energía eléctrica en cada bobina. Puesto que la potencia es la tasa de cambio de la energía, lo anterior equivale a decir que las potencias de entrada y salida sean iguales. Asumimos que no hay perdida de energía en forma de calor pero en realidad es de un 4% - 8% 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Inductancia Inductancia L El flujo magnético total que pasa a través de una bobina es el producto del flujo en cada vuelta por el numero de vueltas y es proporcional a la corriente. Si cambia la corriente en una bobina (ca), se presenta un cambio en el flujo magnético total. Ley de Faraday, un flujo cambiante induce un fem dada por: 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Un componente que exhibe inductancia se denomina inductor Las unidades de inductancia (henry) 1 H = 1 V s / A El fem inducido es proporcional a la inductancia de la bobina La fem inducida se presenta solo mientras cambia la corriente. Un inductor actúa oponiéndose a los cambios en corriente. 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Ejemplo 20.7 Inductancia

Leyes experimentales del electromagnetismo Las líneas de campo eléctrico empiezan y terminan en cargas eléctricas. Ley de Gauss para la electrostática Las líneas de campo magnético forman curvas cerradas. Ley de Gauss para el magnetismo Los campos magnéticos se producen por medio de corrientes eléctricas. Ley de Ampere El flujo magnético variable induce un campo eléctrico y una corriente eléctrica. Ley de Faraday 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Electricidad Magnetismo Maxwell Electromagnetismo 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Cartoons 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Ecuaciones de Maxwell Ley de Gauss para la electricidad. Describe el campo eléctrico debido a cargas eléctricas y puede utilizarse para deducir la ley de Coulomb. Ley de Gauss para el magnetismo. De acuerdo con esta ley, las líneas de campo magnético son continuas y sin terminación, por lo que no existen polos magnéticos aislados. Ley de Ampere-Maxwell. Maxwell extendió esta ley para describir la producción de campos magnéticos no solo por corrientes eléctricas sino también por campos eléctricos cambiantes. Ley de inducción de Faraday. Esta ley describe la producción de campos eléctricos como consecuencia de campos magnéticos variables. 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Ecuaciones de Maxwell Nabla o Del 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

Ondas electromagnéticas Maxwell demostró que los campos eléctricos y magnéticos radian en forma de ondas desde una carga eléctrica oscilante. 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

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Simulación de la propagación de una onda electromagnética 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)

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Ejemplo 20.8

Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002) Tarea Pág. 655 20.1,20.5, 20.21, 20.22, 20.25, 20.27, 20.29, 20.37, 20.39, 20.41, 20.50, 20.51 4/22/2019 Dr. Edwin Alfonso-Sosa, Fisica General II (FISI3002)