Electromagnetismo

Inducción
electromagnética

Espiras en un campo
magnético variable (I)

Espiras en un campo
 magnético variable (II)

Demostración de 
 la ley de Faraday 

Acelerador de partículas
El betatrón

Varilla que se mueve
en un c. magnético

Caída de una varilla
en un c. magnético

Movimiento de una
espira a través de
un c. magnético

Corrientes de 
Foucault (I)

Corrientes de 
Foucault (II)

Inducción homopolar

Autoinducción.
Circuito R-L

Circuitos acoplados

Oscilaciones eléctricas

Elementos de un 
circuito de C.A.

Circuito LCR en serie
Resonancia

Medida de la velocidad
de la luz en el vacío

Simulación de la experiencia

Actividades

La experiencia en el aula

Con una bobina, un amperímetro y un imán se realizan las siguientes experiencias:

1. Se sitúa el imán en reposo dentro del solenoide. 2. Se introduce despacio/deprisa el imán en el solenoide. 3. Se saca despacio/deprisa el imán del solenoide.

Para determinar el sentido de la corriente inducida aplicaremos la ley de Lenz

Simulación de la experiencia

Podemos crear un modelo de imán mediante un sistema de dos cargas magnéticas iguales y opuestas separadas una distancia L. El campo magnético B en las proximidades de un polo magnético tiene una expresión similar a la del campo eléctrico de una carga puntual. donde K=m0·q/4p. Donde m0 es la permitividad magnética en el vacío, y q es la carga magnética de un polo del imán. El campo es radial y su módulo disminuye con la inversa del cuadrado de la distancia a la carga magnética

El flujo del campo magnético a través de una espira situada a una distancia x del polo magnético q es

El flujo total es la suma de los flujos debidos a los campos creados por las dos polos magnéticos

Ahora calculamos el flujo total a través de todas las espiras del solenoide. Se supone que el solenoide tiene muchas espiras apretadas de modo que el número de espiras entre las posiciones x y x+dx vale donde N es el número total de espiras, y H es la longitud del solenoide

Para calcular la fem derivamos el flujo respecto del tiempo y lo cambiamos de signo

la velocidad v del imán es la derivada de la posición z del imán respecto del tiempo t.

Actividades

Se introducen los siguientes parámetros del experimento simulado:

• El radio R del solenoide,
• El número de espiras N,
• La longitud del imán L,
• La velocidad uniforme del imán v.
• La longitud H del solenoide queda fijada en el programa en 17.6 cm
• La constante K vale para nuestro imán aproximadamente 1.1 10^-6 wb.

Se pulsa el botón titulado Empieza. El imán se acerca al solenoide hasta la posición en la que se alcanza el flujo máximo, es decir, cuando el imán está situado en el centro del solenoide. En ese momento retrocede con la misma velocidad constante alejándose del solenoide.

En la parte izquierda del applet, observamos el movimiento del imán. El movimiento de la aguja en el amperímetro que está debajo del solenoide. Una flecha azul sobre una espira nos muestra el sentido de la corriente inducida. La flecha roja al lado del solenoide indica si el flujo  aumenta o disminuye. Observaremos que cuando el flujo aumenta la corriente inducida tiene un sentido tal que se opone a dicho incremento del flujo y cuando el flujo disminuye, el sentido de la corriente inducida es el opuesto al anterior.

En la parte derecha del applet se representa en la misma gráfica el flujo (en color rojo) y la fem en color azul.

Cuando se pulsa el botón Pausa se para la animación, que prosigue pulsando el mimo botón titulado ahora Continua.

Se puede examinar el proceso paso a paso pulsando el botón titulado Paso, se prosigue el movimiento normal pulsando el botón titulado Continua.