Banco de preguntas: Magnetismo: Ley de Faraday

La Ley de Faraday describe el fenómeno de la inducción electromagnética, en el cual la variación del flujo magnético a través de un conductor genera una corriente eléctrica. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la Ley de Faraday?

Describe la ley de Faraday y explica cómo se aplica para calcular la fuerza electromotriz inducida en cuerpos que tienen variación de flujo magnético. Cita un ejemplo práctico de uso de la ley de Faraday en un circuito eléctrico.

En una central eléctrica generadora de energía, ya sea a través de una caída de agua o de vapor a presión, las aspas del generador se ponen a girar. El movimiento relativo de un imán con respecto a un conjunto de bobinas produce un flujo magnético variable a través de ellas, generando una diferencia de potencial en sus terminales. Durante el funcionamiento de uno de los generadores, el operador de la central notó un aumento inesperado en la diferencia de potencial eléctrico en los terminales de las bobinas. En esta situación, el aumento del módulo de la diferencia de potencial obtenida en los terminales de las bobinas se debe al aumento del campo magnético generado por el generador.

Un estudiante de física está llevando a cabo un experimento de laboratorio para estudiar la Ley de Faraday. Utiliza un imán y una bobina con 100 espiras, cuya área de cada espira es de 0,01 m². El estudiante acerca rápidamente el imán a la bobina, de modo que el flujo magnético a través de la bobina pasa de 0 Wb a 0,1 Wb en 0,5 segundos. (a) ¿Cuál es la variación del flujo magnético a través de la bobina en el intervalo de tiempo considerado? (b) Calcule la fuerza electromotriz media inducida en la bobina de acuerdo con la Ley de Faraday. (c) Considerando que la bobina tiene una resistencia eléctrica de 5 ohmios, determine la corriente inducida en la bobina durante el experimento.

Una experiencia se está llevando a cabo en un laboratorio de Física para demostrar la Ley de Faraday. Un solenoide de longitud L = 0,5 m, con N = 200 espiras y área de sección transversal A = 4,0 x m², está conectado a un resistor con resistencia R = 10 Ω. Un imán se mueve hacia el solenoide a una velocidad constante v, causando una variación en el flujo magnético. Considere que el imán genera un campo magnético uniforme B = 0,2 T. (a) Escriba la expresión que representa la Ley de Faraday para este sistema. (b) Calcule la fuerza electromotriz inducida en el solenoide cuando el imán se acerca a una velocidad de 0,1 m/s. (c) Determine la corriente inducida en el circuito.