MÓDULO 5 ELECTROMAGNETISMO

Presentación del tema: "MÓDULO 5 ELECTROMAGNETISMO"— Transcripción de la presentación:

1 MÓDULO 5 ELECTROMAGNETISMO
M. Sc. Luz Aída Sabogal Tamayo Semestre 2017_10

2 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Fig 1. La hidroeléctrica Guatapé genera 8 GW hora día Figura 2. Esquema simplificado de la generación de electricidad en una hidroeléctrica

3 Figure 29.9

4 MÓDULO 5: ELECTROMAGNETISMO
MAGNETODINÁMICA: Flujo Magnético Ley de Michael Faraday - Joseph Henry Ley de Lenz y la conservación de la Energía Fem de movimiento Generador de corriente alterna Corriente parásita Campo eléctrico inducido Energía magnética almacenada e Inductancia e inductores Ley de Ampere y Ley de Ampere Maxwell Leyes fundamentales del Electromagnetismo

5 LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO

6 FLUJO MAGNÉTICO Una superficie plana de 3,0 cm2 en un campo magnético uniforme. Si el flujo magnético a través de esta área es de 0,90 mWb, calcule la magnitud del campo magnético y halle la dirección del vector área

7 LEY DE GAUSS PARA CAMPO MAGNÉTICO
Flujo magnético a través de una superficie gaussiana Las líneas de campo magnético son cerradas y no existen los mono polos magnéticos

8 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

9 LEY DE LENZ

10 FEM DE MOVIMIENTO

11 Dinámo de disco de Faraday
Un disco conductor de radio R yace en el plano xy y gira con una velocidad angular w constante en torno al eje z. El disco está en un campo magnético uniforme y paralelo al eje z. Halle la fem inducida entre el centro y el borde del disco

12 Campos Eléctricos Inducidos
Un solenoide tiene 500 espiras por metro y la corriente crece a razón de 100 A/s. El área transversal es del 4 cm2. Encuentre la femi en la espira concéntrica con el solenoide. Calcule la magnitud del campo eléctrico inducido dentro de la espira, si su radio es de 2 cm

13 FEM INDUCIDA Y LOS CAMPOS ELÉCTRICOS
Un campo eléctrico es creado en el conductor como resultado del flujo magnético cambiante Incluso en ausencia de un bucle conductor, un campo magnético cambiante generará un campo eléctrico en el espacio vacío Este campo eléctrico inducido es no conservativo, a diferencia del campo eléctrico producido por las cargas estacionarias

14 FEM INDUCIDA Y LOS CAMPOS ELÉCTRICOS
La fem para cualquier trayectoria cerrada puede ser expresada como la integral de línea sobre el camino la ley de Faraday se puede escribir de una forma general: El campo no puede ser un campo electrostático, porque si el campo fuera electrostática, y por lo tanto conservativo, la integral de línea sería cero y no es

15 FEM DE MOVIMIENTO ( Ejemplo 29.10) Suponga que la longitud L es de 0,10 m la velocidad v es de 2,5 m/s la resistencia total de la espira es de 0,030Ω y B es 0,60T. Encuentre ε, la corriente inducida y la fuerza que actúa sobre la barra ( Ejemplo 29.12) Suponga que el solenoide tiene 500 espiras por metro y la corriente en sus devanados aumenta a razón de 100 A/s. El área de sección transversal del solenoide es de 4,0 cm2 4,0x10-4 m2. a) Encuentre la magnitud de la fem inducida en la espira de alambre externa al solenoide. B9 Halle la magnitud del campo eléctrico inducido en el interior de la espira si el radio de esta es de 2,0 cm.

16 GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA: Alternador simple

17 Electricidad inducida producida por corriente alterna

18 APLICACIONES DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Figure 31.22 APLICACIONES DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

19 CORRIENTES PARÁSITAS

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21 Corrientes de Eddy Las corrientes de eddy son inducidas en piezas sólidas de metal que se mueven en campos magnéticos En muchos casos las corrientes de eddy son indeseables porque representan una transformación de energía mecánica en energía interna

22 La corriente de Eddy es en sentido antihorario cuando la placa entran al campo.
Van en sentido horario cuando la placa sale del campo. La Corriente inducida de Eddy, produce un campo magnético que frena la fuerza y la placa oscilante se para.

23 Para reducir la energía perdida por las corrientes de eddy, las partes conductoras pueden
Ser un conjunto de capas separadas por un material no conductor Have slots cut in the conducting plate Ambos sistemas evitan grandes corrientes cirulares e incrementan la eficiencia del dispositivo

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25 CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO

26 ECUACIONES DE MAXWELL

27 AUTOINDUCTANCIA

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31 ENERGIA DEL CAMPO MAGNÉTICO
Energía almacenada en un inductor Densidad de energía magnética en el vacío Densidad de energía magnética en un material

32 ¿Qué inductancia sería necesaria para almacenar 1,00 KW
¿Qué inductancia sería necesaria para almacenar 1,00 KW.h de energía en una bobina que conduzca una corriente de 200A? Calcule la inductancia de un solenoide y que tiene núcleo de aíre. Calcule la inductancia si N= 300 vueltas la l es de 25 cm y el área de la sección transversal es de 4,0 cm2. Calcule la femi si la corriente que circula por el solenoide, decrece a razón de 50 A/s. Calcule la femi si la corriente que circula por el solenoide, crece a razón de 30 A/s y qué energía habrá almacenado el solenoide al cabo de 4 segundos?

33 INDUCTANCIA MUTUA

34 INDUCTANCIA INDUCTANCIA MUTUA AUTOINDUCTANCIA

35 INDUCTANCIA En una bobina de tesla, un solenoide de longitud l y área de sección transversal A tiene un devanado compacto de N1espiras de alambre. Una bobina de N2 espiras lo rodea a la altura de su centro. Halle la inductancia mutua. Suponga l=50 cm., A =10 cm2, N1=1000espiras y N2 10 espiras

36 ENERGIA DEL CAMPO MAGNÉTICO

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38 PROPAGACION DE CAMPOS ELCTRICOS Y MAGNETICOS VARIABELS EN EL TIEMPO

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40 Tabla 1. Principales Fuentes de radiaciones electromagnéticas
ONDAS DE RADIO MICROONDAS INFRARROJO VISIBLE Y ULTRAVIOLETA RAYOS X RAYOS GAMMA Osciladores Eléctricos circuitos LC, RLC Oscilaciones de electrones dentro de una cavidad (Klystron) Magnetrón) Transiciones electrónicas en moléculas Transiciones electrónicas en átomos Cargas eléctricas bruscamente desaceleradas (radiación de frenado) Transiciones en el núcleo atómico Moléculas y átomos Transiciones electrónicas profundas Fuente: García Mauricio y Otro. Universidad Nacional de Colombia Pág. 67

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