Tema 9: Inducción electromagnética

DianaArias
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Tema 9: Inducción electromagnética
1 LEY DE FARADAY-HENRY Y LENZ
1.1 La variación de flujo que atraviesa un circuito produce una corriente inducida generada por una fuerza electromotriz cuyo valor es proporcional a la velocidad del cambio de flujo.
1.2 Experimento de Faraday
1.2.1 Faraday comprueba esto al acercar un imán por uno de sus polos a una espira, generando en esta una corriente que tenderá a equilibrar las líneas de campo (flujo) generadas dependiendo de si son excesivas (al acercar el imán) o el flujo disminuye (al alejar el imán).
1.3 Experimento de Henry
1.3.1 Henry llega a las mismas conclusiones realizando el experimento con una corriente magnética y una varilla conductora de una longitud determinada que se mueve a una velocidad determinada. En lugar de observar la variación de flujo magnético directamente como Faraday, analiza las variaciones de energía potencial (trabajo) de las cargas que circulan por la varilla.
1.3.1.1 Concluye tanto en la expresión de la variación de flujo en un tiempo determinado para el cálculo de la energía electromotriz como la siguiente expresión:
1.3.1.1.1 ε = B · L · v
1.4 ε = - dΦ / dt
1.4.1 ε = E electromotriz (ddp)
1.4.2 Φ = flujo de campo magnético en superficies no cerradas (en las que es 0)
1.4.3 t = tiempo de variación del flujo
1.5 Ley de Lenz: La corriente inducida se opone a la variación de flujo (signo negativo en la expresión matemática de la Ley).
2 CORRIENTE ALTERNA
2.1 Características
2.1.1 Menor disipación de energía que con la corriente continua.
2.1.2 Poca intensidad de corriente y mayor voltaje (creando una tensión alta).
2.1.3 Se utiliza para ser transportada.
2.2 Para generarla se necesita un electroimán y una espira o bobina, generando un circuito llamado ALTERNADOR.
2.2.1 La bobina o espira gira con determinada velocidad angular (ω), constante en el seno del campo magnético generado por el electroimán.
2.2.2 En la bobina se induce energía electromagnética con las variaciones periódicas del flujo que la atraviesa (pues el ángulo entre la superficie de la bobina y el campo magnético varía periódicamente.
2.3 Expresiones generales de corriente alterna:
2.3.1 ε = - dΦ / dt = B · S · N · ω · sen(ω · t)
2.3.2 Φ = B · N · S · cos(ω · t)
3 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN CIRCUITO
3.1 Resistencias
3.1.1 Producen una caída de tensión con desprendimiento de calor. Su magnitud viene dada por la Ley de Ohm:
3.1.1.1 R = V / I
3.2 Bobinas
3.2.1 Por ellas circula una intensidad de corriente eléctrica y magnética determinada
3.3 Espiras
3.3.1
4 TRANSFORMADORES
4.1 Un transformador consiste en dos arrollamientos de hielo conductor, ambos en torno al mismo núcleo de hierro. Un arrollamiento está unido a una tensión de corriente alterna y es el primario; el otro, secundario, está unido al circuito para cuyo funcionamiento se necesita el cambio de voltaje.
4.1.1 Por tanto, su función es la de aumentar o reducir el voltaje de la corriente y mantener la potencia. Sin embargo esta potencia puede perderse a veces en forma de calor.
4.1.1.1 Rendimiento (η) = Potencia útil / Potencia total
4.1.1.1.1 Efecto Joule: Pérdida de potencia sin obtener rendimiento a cambio.
4.1.2 Razón de transformación
4.1.2.1 Relación entre la energía electromotriz, número de espiras del arrollamiento, voltaje o intensidad entre el primario y el secundario.
4.1.2.2 Mayor que la unidad si el transformador es reductor de tensión y menor si la eleva.
4.1.2.3 ε 1 / ε 2 = N1 / N2 = V1 / V2 = I2 / I1