Guía de temas selectos de física segundo parcial Ley de inducción de Faraday: la fem (fuerza electromotriz) inducida en un circuito formado por un conductor a una bobina es directamente proporcional al número de líneas de fuerza magnética cortadas en un segundo. En otras palabras la fem inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que envolver, de acuerdo a experimentos de Faraday: 1. Las corrientes inducidas son aquellas producidas cuando se mueve un conductor en sentido transversal a la línea de flujo del campo magnético. 2. La inducción electromagnética es un fenómeno que da origen a la producción de una fem y de una corriente eléctrica inducida como resultado de la variación de flujo magnético relativo entre un conductor y un campo magnético. Cuando el polo norte de un imán penetra en la bobina de una aguja el galvanómetro se desvía hacia la derecha del lector, cuando el polo norte se aleja de la aguja se mueve a la izquierda lo cual indica que el sentido cambio: Fórmulas: 𝐸=− ∅𝑓−∅𝑖 𝑡 𝐸 = −𝑁 ∅𝑓−∅𝑖 𝑡 ∈= 𝐵𝐿𝑉 ∈= fem (fuerza electromotriz)V flujo magnético final (Wb)weber ∅𝑖 = flujo magnético inicial (wb) weber N= número de vueltas, espiras ∅𝑓 = t= tiempo (s) B= inducción magnética (T) tesla L= longitud (m) V= velocidad (m/s) Ley de Lenz: siempre que se induce una fem la corriente inducida tiene un sentido tal que tiende a oponerse a la causa que produce. Circuitos de corriente alterna: gráfica corriente alterna: Gráfica corriente directa: Gráfica de un circuito resistivo: la corriente y el voltaje están en fase, la corriente y el voltaje comienzan en el mismo instante, y sus voltajes máximos y cero, ocurren en el mismo instante. Gráfica de un circuito inductivo: en este circuito la corriente y el voltaje tienen un desfase la corriente se retrasa respecto al voltaje 90°. Gráfica de un circuito capacitivo: la corriente y el voltaje tienen un desfasamiento de 90° la corriente se adelanta 90° respecto del voltaje Reactancia inductiva: es la capacidad que tiene un inductor para reducir la corriente en un circuito de corriente alterna: 𝑋𝑙 = 2𝜋𝐹𝑙 𝑉 I=𝑋 𝑙 Xl = reactancia inductiva (ohm) f= frecuencia (Hz) Herzt c/s L= inductancia (H) henrios I= intensidad de corriente (A) amperes V= voltaje Reactancia capacitiva: es la propiedad que tiene un capacitor para reducir la corriente en un circuito de corriente alterna: 1 𝑋𝑐 = 2𝜋𝑓𝑐 𝑋𝑐 = reactancia capacitiva (ohm) C=capacitancia (f) faradios f= frecuencia (Hz) herzt c/s Circuito RL de CA: este circuito está formado por una resistencia y un inductor conectados en serie a una fuente de voltaje de CA. Circuito RC de CA: este circuito está formado por una resistencia y un capacitor conectados en serie a una fuente de voltaje de CA. Corriente RLC: este circuito está formado por una resistencia, un inductor y un capacitor conectados en serie a una fuente de voltaje de CA. Impedancia: es la oposición total a la corriente eléctrica producida por la resistencia R, la reactancia inductiva X y la reactancia capacitiva: 𝑧 = √𝑅 2 + (𝑋𝐿 − 𝑋𝑐 )2 X= 𝑋𝑙 − 𝑋𝑐 Z= impedancia X= reactancia 𝑋𝑙 = reactancia inductiva Xc = reactancia capacitiva Reactancia X: es la diferencia entre la reactancia inductiva y capacitiva. x Ángulo de fase: Tan θ = R Factor de potencia: cos θ = R Intensidad de corriente: I = V Z z Potencial: es igual al voltaje medio cuadrático multiplicado por la corriente media cuadrática y por el ángulo de retrajo entre ellos. 𝑃(𝑟𝑒𝑎𝑙) = 𝑉𝐼 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑃(𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙) = 𝑃(𝑟𝑒𝑎𝑙) 𝐶𝑜𝑠 𝜃