Examen

Realiza el examen que se dejara a continuación, guíate conforme a los ejercicios que se realizaron en las practicas anteriores.
¡Buen día!

https://docs.google.com/document/d/1S5Z7_darCRROgra1DQzWGvT3svu0pQXzBYKfYvPgdDc/edit

Practica No. 3

Ley de Faraday-Henry 

En base a los estudios teóricos de Michael Faraday y a los matemáticos de Joseph Henry, el fenómeno de la inducción electromagnética se resume en la siguiente manera: 

1. El movimiento relativo entre el conductor y un campo magnético, induce una FEM en el inductor. 2. La dirección de la FEM inducida, depende de la dirección del movimiento del conductor, con respecto al campo. 

3. La magnitud de la FEM es directamente proporcional a la rapidez con la cual las líneas del campo magnético son cortadas por el conductor. 

4. La magnitud de la FEM es directamente proporcional al número de vueltas del conductor que corta las líneas de flujo 

La ley de Faraday-Henry matemáticamente se expresa:

E=- N∆Φ/∆t

Donde: ε = FEM inducida (V) 

N = número de vueltas 

Φ = Flujo magnético (Wb)

t = Tiempo (s) 

Ley de Lenz

El sentido de la corriente inducida se puede obtener de la ley de Lenz que establece que, 

“El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce”. 

En las figuras se puede observar que cuando el imán se acerca a las espiras, el flujo magnético a través de las espiras aumenta. De acuerdo con la Ley de Lenz, las 54 corrientes inducidas deben crear flujos que se deben oponer al aumento del flujo inicial, y los sentidos de las corrientes serán los indicados. 

Ejemplos

1. Una bobina rectangular de 50 vueltas y dimensiones de 5 cm x 10 cm se deja caer desde una posición donde B=0 hasta una posición donde B = 0.5 T y se dirige perpendicularmente al plano de la bobina. Calcule la FEM promedio resultante inducida en la bobina si el desplazamiento ocurre en 0.25s

Datos	Fórmula	Desarrollo	Resultado
N = 50 L = 10 cm H = 5 cm B1= 0 T B2= 0.5 T T = 0.25s ε = ?	∆Φ = ∆BA ε=-N∆Φ/∆t A = L x h	A= 5 cm x 10 cm ∆Φ =(0.5 T – 0T) 50cm2 ε=-50{80.0025Wb)/0.25s	A= 50 cm2 ∆Φ =2.5x10^-3Wb ε = -0.5 V

2. Una bobina de alambre que tiene un área de 0.002 m2 se coloca en una región de densidad de flujo constante igual a 0.65 T. En un intervalo de 0.003 s, la densidad de flujo aumenta a 1.4 T. Si la bobina consta de 20 espiras de alambre, ¿Cuál es la FEM inducida?

Datos	Fórmula	Desarrollo	Resultado
N = 50 A = 0.002 m2 B1= 0.65 T B2= 1.4 T T = 0.003s ε = ?	∆Φ = ∆BA ε=-N∆Φ/∆t	∆Φ =(1.4 T – 0T) 0.002m2 ε=-20{0.0015Wb)/0.003s	∆Φ =1.5x10^-3Wb ε = -10 V

3. Una bobina cuadrada que mide 20 cm de un lado y consta de 16 espiras de alambre, está colocada en forma perpendicular a un campo B de densidad de flujo de 0.8 T. si la bobina se gira hasta que su plano es paralelo al del campo en un tiempo de 0.2 s, ¿Cuál es la FEM media inducida?

Datos	Fórmula	Desarrollo	Resultado
N = 16 L = 20 cm B= 0.8 T T = 0.25s ε = ?	A= L x L ∆Φ = ∆BA ε=-N∆Φ/∆t	A= 0.2m x 0.2 m ∆Φ =(0m2 – 0.04m2) 0.8 T ε=-16{-0.032Wb)/0.2s	A= 0.04 m2 ∆Φ =-0.032 Wb ε = 2.56 V

4. Un poderoso electroimán tiene un campo de 1.6 T y un área de sección transversal de 0.20 m2 . Si colocamos una bobina que tiene 200 vueltas y una resistencia total de 20 Ω alrededor del electroimán y luego activamos la potencia del electroimán en 0.02 s, ¿Cuál es la corriente inducida en la bobina?

Datos	Fórmula	Desarrollo	Resultado
N = 200 A = 0.20 m2 B= 1.6 T T = 0.25s R = 20 Ω I = ?	Φ = BA ε=-N∆Φ/∆t A= L x L V = RI I = V/R	Φ = 0.20 m2 x 1.6 T ε=-200{-0.32Wb)/0.02s I = 3200 V/ 20 Ω	Φ =-0.32 Wb ε = -3200 V I = 160 A

Actividad: Realiza los ejercicios correspondientes descargando el archivo 

https://docs.google.com/document/d/1JuqRwRMtK-60_k9WI-utC4iGCKfung0HESnjqNccc88/edit

Practica no. 2

Ley de Ohm

Propuesta en 1826 por el físico alemán George Simón Ohm. Esta ley es fundamental en electricidad y nos permite determinar la corriente que fluye a través de un circuito cuando se conoce la resistencia del circuito y la diferencia de potencial que hay entre las terminales de un conductor y la corriente que fluye a través de él. La intensidad de corriente que fluye a través de un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia.

I=V/R

Donde:
I = intensidad de corriente en amperes(A)
V = diferencia de potencial entre sus extremos en voltios (V).
R = resistencia del conductor en ohms (Ω)

La ley de Ohm represneta algunas limitaciones como son:
  a) Se puede aplicar a los metales, mismos que reciben el nombre de conductores ohminicos, pero no así al carbón o a los materiales utilizados en los transistores, es decir, a los semiconductores que se llaman conductores no ohmicos, pues no siguen la ley de Ohm, ya que su resistencia no permanece constante cuando se aplican voltajes diferentes.
  b) Al utilizar esta ley debe recordarse que la resistencia cambia con la temperatura, pues todos los materiales se calientan por el paso de la corriente.
  c) Algunas aleaciones conducen mejor las cargas en una dirección que en otra.

Ejemplos

1. - Un tostador eléctrico tiene una resistencia de 20 ohms cuando está caliente. ¿Cuál será la intensidad de la corriente cuando lo conectamos a una diferencia de potencial de 120 V.?

Datos	Fórmula	Desarrollo	Resultado
I = ¿? R = 20 Ω V = 120 V	I=V/R	I = 120 V / 20 Ω I	I = 6 Amperes(A)

2. - Un alambre conductor deja pasar 8 Amperes al aplicarle una diferencia de potencial de 120 V. ¿Cuál es el valor de su resistencia? 

Datos	Fórmula	Desarrollo	Resultado
R = ¿? V = 120 V I = 8 A	R=VI	R = 120 V / 8 A	R = 15 Ω

Actividad: Realiza una breve biografía de Ohm, así como debes realizar los ejercicios descargando el archivo. 

https://docs.google.com/document/d/1Qb-gVP4QFKw1cWi6-0yKrvf94jPoL8mAXF47Jct7v90/edit

Practica No. 1

Flujo magnético

Un flujo magnético Φ que atraviesa perpendicularmente una unidad de área A, recibe el nombre de densidad de flujo magnético o inducción magnética B. Por definición, la densidad de flujo magnético en la región de un campo magnético  equivale al número de líneas de fuerza que atraviesan perpendicularmente a la unidad de área.

Matemáticamente se expresa:

B=ΦA

Donde:

B= densidad de flujo magnético o inducción magnética (Tesla)

A= área sobre la que actúa el flujo magnético (m²)

Φ= flujo magnético (Weber “Wb”)

En el sistema SI la unidad de flujo magnético es el wb/m² el cual recibe el nombre de Tesla, en honor del físico yugoslavo Nicolás Tesla.

Cuando las líneas de flujo no atraviesan perpendicularmente la unidad de área en dicha región, sino que lo hacen con un cierto ángulo, la ecuación para calcular la densidad de flujo magnético es:

B=ΦA senθ

Ejemplos

1. Un solenoide tiene un área de 8 cm² y lo atraviesa un flujo magnético de 54x10^-6 Wb. Calcular la densidad de flujo magnético.

2. La espira de un cuarto de círculo tiene un área de 15x10^-2m² en la cual existe una densidad de flujo magnético de 0.16 T. Encuéntrese el flujo magnético a través de la espira.

3. Un campo horizontal de 0.5 T atraviesa una espira rectangular de 8.4x10^-3m² de área. Determinar el flujo magnético que atraviesa la espira cuando su plano forma un ángulo de 30º.

Actividad: realiza los ejercicios guiándote conforme a los ejemplos que se mostraron anteriormente. Descarga el archivo siguiente donde se muestran los ejercicios.

https://docs.google.com/document/d/1I_WhbM3m8NXSjPW5Nc4F1P8vSMICCfCH2Dy4ZJ3svoM/edit

En este blog busco compartir todo lo que sé de física, con el fin de ponerlo en practica. Así como ayudar a las personas que tienen duda sobre algún tema que se imparta en este blog. 

¡Espero y sea de agrado y de ayuda!

Buen día.