Problemas de Inducción electromagnética

De Laplace

Contenido 1 Barra que se mueve en un campo uniforme 2 Espira cuadrada rotante en un campo B 3 Conductor que se deplaza sobre otro 4 Barra deslizante sobre raíles 5 Frenado de espira cuadrada 6 Espira doble rotante 7 Circuito en torno a un solenoide 8 Espira circular en un campo variable 9 Inducción mutua de dos anillos 10 Generador de CA de dos anillos 11 Inducción mutua de dos solenoides cilíndricos 12 Inducción mutua de dos solenoides cuadrados 13 Amperímetro de inducción 14 Barra que cae en un campo magnético 15 Solenoide que se mueve en el interior de otro

1 Barra que se mueve en un campo uniforme

Una barra metálica de longitud se mueve en el interior de un campo magnético uniforme () con velocidad constante , siendo perpendicular tanto al eje de la varilla como al campo magnético y de módulo

2 Espira cuadrada rotante en un campo B

Una espira cuadrada de lado , de hilo de cobre de sección gira con frecuencia en el interior de un campo magnético uniforme de módulo . El eje de giro es perpendicular al campo magnético.

3 Conductor que se deplaza sobre otro

Se construye un sistema con dos hilos metálicos doblados en forma de L. Ambos hilos son de un material de conductividad y sección . Uno de los conductores ("1") es fijo, mientras que el segundo ("2") puede deslizarse...

4 Barra deslizante sobre raíles

Se tienen dos raíles paralelos, perfectamente conductores, de longitud $2L$ separados una distancia a, tal como se indica en la figura. Los extremos de los raíles están conectados por sendas resistencias R₁ y R₂

5 Frenado de espira cuadrada

Una espira cuadrada de lado , hecha de un hilo de cobre de sección penetra en un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la espira y de módulo ...

6 Espira doble rotante

Se construye una espira doble, soldando una barra a una espira cuadrada de lado . La barra une dos lados opuestos y está situada a una distancia de uno de los lados.

7 Circuito en torno a un solenoide

Se tiene un solenoide largo de sección , por el cual circula una corriente variable en el tiempo K₀(t). Dos voltímetros miden el voltaje entre dos puntos y , diametralmente opuestos, de un circuito formado por dos resistencias y ,...

8 Espira circular en un campo variable

Una espira circular de radio , con autoinducción y resistencia , se encuentra sometida a un campo magnético uniforme en el espacio pero variable en el tiempo. El campo es perpendicular al plano de la espira...

9 Inducción mutua de dos anillos

Se tienen dos anillos metálicos. Ambos anillos están centrados en el origen de coordenadas. Uno de ellos posee radio y está situado en el plano XY. El otro, de radio , está inclinado, de forma que su normal forma un ángulo con el eje . El radio es mucho mayor que ...

10 Generador de CA de dos anillos

Suponga la misma configuración geométrica del problema anterior Por el anillo exterior se hace circular una corriente constante I₀. El anillo interior se hace girar en torno al diámetro común,... (más)

11 Inducción mutua de dos solenoides cilíndricos

Dos solenoides cilíndricos muy largos se disponen concntricamente. Dichos solenoides poseen la misma longitud y número de espiras N₁ y N₂, respectivamente,...

12 Inducción mutua de dos solenoides cuadrados

Se tienen dos solenoides de sección cuadrada de lado de un hilo ideal sin resistencia. La longitud de ambos solenoides es () y el número de vueltas es N₁ = N y N₂ = 2N, respectivamente...

13 Amperímetro de inducción

Un amperímetro de inducción consiste en un solenoide toroidal (de resistencia despreciable y autoinducción ), que se sitúa en torno a la corriente que se pretende medir...

14 Barra que cae en un campo magnético

La figura representa un carril metálico superconductor por el cual puede deslizarse una varilla horizontal, también superconductora. Esta varilla está inmersa en un campo uniforme y cae por la acción de la gravedad.

Inicialmente se encuentra en reposo y no circula intensidad por el circuito. En este momento se suelta. Determine la ecuación de movimiento y la posición de la varilla en función del tiempo si el circuito está cerrado por:

1. Una resistencia
2. Un condensador
3. Una autoinducción .

Estudie en cada caso el balance energético del sistema.

Solución

15 Solenoide que se mueve en el interior de otro

Dos estrechas bobinas cilíndricas de la misma longitud , tienen radios y , mucho menores que su longitud (); las bobinas son coaxiales pero se hallan desplazadas una longitud , y están formadas por la misma cantidad de espiras compactas , enrolladas en el mismo sentido. Las resistencias eléctricas de las bobinas son para la bobina interior y para la exterior.