Page 623 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

604 Capítulo 31 Inducción electromagnética

Bobina A Bobina B
Corriente
de entrada S
variable

W W vW

Figura 31.3 (a) Inducción de una corriente por medio del movimiento de un imán que se desplaza dentro de
una bobina, (b) Una comente variable que circula por la bobina A induce una corriente en la bobina B.

2. Al cambiar el área efectiva A en un campo magnético de densidad de flujo B constante:
A<í> = B(A) (31.4)

Dos ejemplos de densidad de flujo variable a través de una bobina estacionaria de área
constante se ilustran en la figura 31.3. En la figura 31.3a, el polo norte de un imán se mueve
a través de una bobina circular. La variación de la densidad de flujo induce una corriente en
la bobina, como lo indica el galvanómetro. En la figura 31.3b no se induce corriente en la bo­
bina B mientras la corriente en la bobina A sea constante. Sin embargo, mediante una rápida
variación de la resistencia en el circuito izquierdo, la densidad de flujo magnético que llega
a la bobina B puede aumentar o disminuir. Mientras la densidad de flujo está cambiando se
induce una corriente en la bobina de la derecha.
Observe que cuando el polo norte (N) del imán se mueve en la bobina en la figura 31.3a,
la corriente fluye en la dirección de las manecillas del reloj si vemos hacia el imán. Por tanto,
el extremo de la bobina cerca del polo N del imán se vuelve también un polo N (a partir de
la regla del pulgar de la mano derecha que se explicó en el capítulo anterior). El imán y la
bobina experimentarán una fuerza de repulsión, por lo cual será necesario ejercer una fuerza
para juntarlos. Si se extrae el imán de la bobina, existirá una fuerza de atracción que hace
necesario ejercer una fuerza para separarlos. En la sección 31.3 se verá que tales fuerzas son
una consecuencia natural de la conservación de la energía.

Ejemplo 31.1 Una bobina de alambre que tiene un área de 2 X 10-3 m2 se coloca en una región de den­
sidad de flujo constante igual a 0.65 T. En un intervalo de 0.003 s, la densidad de flujo
aumenta a 1.4 T. Si la bobina consta de 50 espiras de alambre, ¿cuál es la fem inducida?
Plan: En este caso, el área que el flujo penetra no cambia, y toda la fem inducida es pro­
ducida por un campo B variable. Si consideramos que el cambio en el flujo es producto del
área y del cambio en B, podemos determinar el cambio en el flujo y usarlo para calcular la
fem inducida a partir de la ley de Faraday.