Fundamentos Físicos de las Comunicaciones TEMA 9 INDUCCIÓN · Escuela Técnica Superior de...

Curso 2012-2013

Francisco Fernández

Fundamentos Físicos de las Comunicaciones

TEMA 9

INDUCCIÓN

“The greatest enemy of knowledge is not ignorance, it is the

illusion of knowledge.”

S. Hawking

2Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

1 Experimentos de Inducción

Descripción Galvanómetro

Valor del campo magnético constante Cero

Si reducimos la sección transversal de

la bobina

No cero

Si ampliamos la sección transversal

de la bobina

No cero

Se reduce la magnitud del campo

magnético

No cero

Se amplia la magnitud del campo

magnético

No cero

3Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

1 Experimentos de Inducción

4Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

1 Experimentos de Inducción

PREGUNTA¿QUE TIENEN EN COMÚN LOS HECHOS DESCRITOS EN LA ANTERIOR TRANSPARECIA?

5Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

2 Ley de Faraday

Ley de Faraday: La fem inducida en una espira cerrada es igual al negativo de la

tasa de cambio del flujo magnético a través de la espira con respecto al tiempo

𝜀 = −𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

6Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

1 Experimentos de Inducción

7Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

2 Ley de Faraday

𝜀 = −𝑁𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

Φ𝐵 = න ത𝐵 ∙ 𝑑 ҧ𝐴

Φ𝐵 = 𝐵 ∙ 𝐴 = 𝑇 ∙ 𝑚2 =𝑁 ∙ 𝑚

𝐴= 𝑊𝑒𝑏𝑒𝑟

8Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

2 Ley de Faraday

9Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Lenz

Ley de Lenz: La dirección de cualquier efecto de la inducción magnética es la que

se opone a la causa del efecto

10Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Lenz

11Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

PREGUNTASI LA CORRIENTE INDUCIDA SE OPONE A LA VARIACIÓN DE FLUJO… ¿COMO PUEDE

HABER VARIACION DE FLUJO?

3 Ley de Lenz

12Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Lenz

13Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

14Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

15Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

16Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

17Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

Aഥ𝑩

D

A

D

𝐵0

𝐵1 𝐵𝐼𝑁𝐷

A

B

D

C

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

ഥ𝑩

ഥ𝑩

A

D

A

D

𝐵0

𝐵1

𝐵𝐼𝑁𝐷

A

B

D

C

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

ഥ𝑩

POSICIÓN 1 POSICIÓN 2

18Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

19Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

ഥ𝑩

A

D

A

D

𝐵0

𝐵1 𝐵𝐼𝑁𝐷

A

B

D

C

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

ഥ𝑩

ഥ𝑩

A

D

A

D

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

𝐼𝐼𝑁𝐷

ഥ𝑩

A

B

D

C

𝐵0

𝐵1

𝐵𝐼𝑁𝐷

POSICIÓN 3 POSICIÓN 4

20Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

21Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

EJERCICIO 29.27

22Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

3 Ley de Faraday-Lenz

23Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

ത𝐸 = ҧ𝑣 × ത𝐵

𝐹𝐵 = 𝐹𝐸

𝑉𝑎 − 𝑉𝑏 = න ത𝐸 ∙ 𝑑 ҧ𝑙

𝑉𝑎 − 𝑉𝑏 = න ҧ𝑣 × ത𝐵 ∙ 𝑑 ҧ𝑙

24Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

25Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

𝜀 = ර ҧ𝑣 × ത𝐵 ∙ 𝑑 ҧ𝑙

26Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

27Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

28Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

29Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

EJERCICIO 29.53

30Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

4 Fuerza Electromotriz de Movimiento

31Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

5 Campos Eléctricos Inducidos

𝜀 = ර𝐸𝑛𝑒 ∙ 𝑑 ҧ𝑙

32Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

5 Campos Eléctricos Inducidos

33Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

5 Campos Eléctricos Inducidos

𝜀 = ර𝐸𝑛𝑒 ∙ 𝑑 ҧ𝑙 𝜀 = −𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

ර𝐸𝑛𝑒 ∙ 𝑑 ҧ𝑙 = −𝑑Φ𝐵

𝑑𝑡

34Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

5 Campos Eléctricos Inducidos

35Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

5 Campos Eléctricos Inducidos

EJERCICIO 29.36

36Escuela Técnica Superior de Ingeniería ICAI FISICAINDUCCIÓN

5 Campos Eléctricos Inducidos