Tarea experimental: Estudio de la Ley de Faraday
Autor de Applet: Curso Física por Ordenador del autor: Profesor Ángel Franco García, de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar, España.
En esta página, el modelo de imán es un poco más refinado y se supone que es similar a un dipolo magnético, una espira de radio a por el que circula una corriente de intensidad i. Su momento magnético es m=p a2i.
Descripción
Hemos calculado el campo magnético producido por una espira en un punto fuera de su eje. En particular, para aquellos puntos alejados de la espira en comparación a su radio a, las componentes del campo tienen una expresión más simple.
El flujo del campo producido por el imán a través de una bobina de radio b formada por de N espiras apretadas es.
Dado que el plano de la espira es perpendicular al eje Z, el flujo de la componente Y del campo es nulo. Por otra parte, como Bz apunta hacia abajo el flujo es negativo, tal como vemos en la figura.
El elemento diferencial de superficie dS, es el área de un anillo de radio y y de espesor dy, su valor es dS=2p y·dy
Aplicando la ley de Faraday
En la figura se muestra el flujo (en color azul) y la fem (en color rojo).
- La velocidad del imán es negativa v<0
- Para z>0 la pendiente dФ/dz es positiva, la fem Ve >0 es positiva
- Para z<0 la pendiente dФ/dz es negativa, la fem Ve <0 es nagativa
Esta función tiene dos extremos (un máximo y un mínimo) que calculamos haciendo dVe /dz=0 y se sitúan en z=±b/2., como podemos comprobar fácilmente.
El valor máximo de la fem es
El valor máximo de la fem Ve es más grande para bobinas de menor radio b.