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Construcción de una bobina

De Laplace

(Diferencias entre revisiones)
(Resistencia, voltaje y calor)
Línea 25: Línea 25:
<center><math>R = \frac{24.5\,\mathrm{m}}{5.96\times 10^7\times 1.96\times 10^{-7}}\,\Omega = 2.10\,\Omega</math></center>
<center><math>R = \frac{24.5\,\mathrm{m}}{5.96\times 10^7\times 1.96\times 10^{-7}}\,\Omega = 2.10\,\Omega</math></center>
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===Voltaje===
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Una vez que tenemos la resistencia, el cálculo del voltaje es inmediato, sin más que aplicar la ley de Ohm
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<center><math>\Delta V = IR= (0.5\,\mathrm{A})\times(2.10\,\Omega) = 1.05\,\mathrm{V}</math></center>
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===Potencia disipada===
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La potencia disipada la obtenemos por aplicación de la ley de Joule
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<center><math>P = I^2 R = (0.5\,\mathrm{A})^2\times(2.10\,\Omega) = 0.525\,\mathrm{W}</math></center>
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==Campo y energía magnética==
==Campo y energía magnética==
==Coeficiente de autoinducción==
==Coeficiente de autoinducción==

Revisión de 19:15 19 jun 2012

Contenido

1 Enunciado

Se dispone de una bobina de 26 mm de diámetro y 300 vueltas, construida con un hilo de cobre de sección circular de 0.5 mm de diámetro que se enrolla dejando un espacio de 0.1 mm entre vuelta y vuelta.

  1. Calcule la resistencia de la bobina, el voltaje que hay que aplicar entre los extremos para que circule por ella una corriente de 0.5 A y el calor generado por segundo en ella por efecto Joule.
  2. Halle el valor aproximado del campo magnético que se produce en el interior de la bobina para esta corriente, así como el de la energía magnética almacenada en ella.
  3. Calcule el coeficiente de autoinducción de la bobina.
  4. Suponga que se cortocircuita la fuente, ¿cuánto tiempo tarda aproximadamente en desaparecer la corriente que circula por la bobina?

2 Resistencia, voltaje y calor

2.1 Resistencia

La bobina es un hilo de cobre enrollado, por lo que se aplica la fórmula para un conductor filiforme

R = \frac{l}{\sigma A}

siendo l la longitud del hilo, que es aproximadamente igual a la longitud de las N espiras circulares (habría una pequeñísima corrección debido a que realmente se trata de una hélice)

l = N(\pi D) = 300\times\pi\times 0.026\,\mathrm{m} = 24.5\,\mathrm{m}

La sección es la correspondiente a una circunferencia de diámetro 0.5mm

A = \frac{\pi d^2}{4}=\frac{\pi 0.0005^2}{4}=\frac{\pi\times(5\times 10^{-4}\mathrm{m})^2}{4}=1.96\times 10^{-7}\,\mathrm{m}^2

lo que nos da la resistencia

R = \frac{24.5\,\mathrm{m}}{5.96\times 10^7\times 1.96\times 10^{-7}}\,\Omega = 2.10\,\Omega

2.2 Voltaje

Una vez que tenemos la resistencia, el cálculo del voltaje es inmediato, sin más que aplicar la ley de Ohm

\Delta V = IR= (0.5\,\mathrm{A})\times(2.10\,\Omega) = 1.05\,\mathrm{V}

2.3 Potencia disipada

La potencia disipada la obtenemos por aplicación de la ley de Joule

P = I^2 R = (0.5\,\mathrm{A})^2\times(2.10\,\Omega) = 0.525\,\mathrm{W}

3 Campo y energía magnética

4 Coeficiente de autoinducción

5 Tiempo de decaimiento

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