Download Clase 27 - Inducción electromagnética

FÍSICA II
GRADO
Ingeniería Mecánica
Prof. Norge Cruz Hernández
Examen parcial:
26-4-2017
Aula: 2.5
12:15
Campo electrostático en el vacío. Potencial eléctrico.
Conductores y dieléctricos. Condensadores.
Corriente eléctrica. Reglas de Kirchhoff.
FÍSICA II
GRADO
Ingeniería Mecánica
Tema 6. Inducción electromagnética.
Prof. Norge Cruz Hernández
Tema 6. Inducción electromagnética. (4 horas)
6.1 Introducción
6.2 Fuerza electromotriz inducida sobre un conductor en movimiento
dentro de un campo magnético.
6.3 Ley de Faraday-Lenz.
6.4 Inducción mutua entre circuitos y autoinducción.
6.5 Circuito RL. Energía magnética almacenada en un elemento
inductor.
6.6 Corrientes de desplazamiento. Ecuaciones de Maxwell.
Bibliografía
Clases de teoría:
- Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman
ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11.
Clases de problemas:
-Problemas de Física General, I. E. Irodov
-Problemas de Física General, V. Volkenshtein
- Problemas de Física, S. Kósel
-Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V.
D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva.
Libros de consulta:
-Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.
corrientes parásitas
El sector Ob se mueve en un campo
magnético localizado, e inducirá una
f.e.m.
Los sectores Oa y Oc no se encuentran
bajo la acción de un campo magnético,
pero ofrecen caminos para el retorno de
las cargas.
El resultado son corrientes parásitas en
el disco, como si hicieran remolinos.

 
F  IL  B
La fuerza sobre la corriente parásita
debe ser de forma tal que se oponga al
movimiento del disco.
sistemas de frenado
detector de metales
Detector de metales en un punto de
seguridad en un aeropuerto o en un
banco.
También se usa en la búsqueda de
metales desaparecidos (tesoros !!!!).
campos eléctricos inducidos
Una corriente I en el devanado del
solenoide establece un campo
magnético a lo largo del eje del
solenoide.
B  0 nI
el flujo a través del solenoide:
dI
    0 nA
dt

I 
R
 B  0 nIA
se ha inducido un campo eléctrico


   Eind  dl
es un campo no conservativo


   Eind  dl


d B
E

d
l


ind

dt
trayecto de integración constante


 Eind  dl  2rE
1 d B
E
2r dt
d B
 
dt


d B
E

d
l


ind

dt
trayecto de integración constante
 
B

d
l


I
0
enc

Ley de Ampere
6.6 Corrientes de desplazamiento. Ecuaciones de Maxwell.
 
B

d
l


I
0
enc

Ley de Ampere
escrita de esta forma está incompleta
 
B

d
l


i
0
C

superficie plana
 
B

d
l

0

superficie abombada
La superficie plana y la superficie abombada tienen el mismo trayecto de
la ley de Ampere, pero se obtienen resultados distintos.
ALGO NO ES CORRECTO !!!!!!
d E
iC  
dt
d E
iD  
dt
A
q  CV C 
d
A
q V
d
q  AE
q   E
dq
d E

dt
dt
d E
iD  
dt
i  iC  iD
iD
corriente de
desplazamiento
le dio el nombre James Clerk
Maxwell (1831-1879)
físico escocés
 


B

d
l


i

i
0
C
D
enc

Ley de Ampere generalizada
dE
JD  
dt
apliquemos la ley de Ampere generalizada a un
condensador de placas circulares
 


B

d
l


i

i
0
C
D
enc

 


B

d
l


i
0
D
enc

 
B

d
l

B
2

r


i
0
C
iC
2
B
r
iD  2 r
2
rR
R
2R

i
0
C
i

i
rR
D
C
B
2r
comprobado experimentalmente
Ecuaciones de Maxwell
  1
E

d
A

Q
enc

0
Ley de Gauss del campo eléctrico
 
B

d
A

0

J. C.
Maxwell
Ley de Gauss del campo magnético
 
d E  Ley de Ampere

B

d
l


i




0
C
0

dt enc

 
d B
Ley de Faraday
E

d
l



dt
 
d B
 E  dl   dt
Ley de Faraday
indica que el campo es no conservativo
  
E  Ec  En
 
 E c  dl  0
campo conservativo
Ley de Gauss del
campo eléctrico
  1
E

d
A

Q
enc

0


E

d
A

0
n

 
d E  Ley de Ampere

B

d
l


i




0
C
0

dt enc

 
d B
Ley de Faraday
E

d
l



dt
Incluso, en el espacio vacío, donde no hay corriente eléctrica, la
variación del campo eléctrico genera un campo magnético, y la variación
de un campo magnético generará un campo eléctrico.
 
d E  Ley de Ampere

B

d
l


i




0
C
0

dt enc

 
d B
Ley de Faraday
E

d
l



dt
 
en el vacío:
d  E  dA Significan que puede existir
 
una perturbación en (incluso
B

d
l


0

en el vacío).
dt
  Son la base que explican la
d  B  dA existencia de la luz como una
 
onda electromagnética.
E

d
l



dt