botón Contáctanos
18 de Junio de 2013
PortadaIr a DocentesIr a DirectivosIr a EstudiantesIr a Familia

Portada

Busca Botón Buscar

Fichas Temáticas

Compartir

Imagen de números
RECURSOS DIGITALES ASOCIADOS

Circuitos de Corriente variable

Carga y descarga de un condensador

El circuito RC es el que posee una resistencia (R) y un condensador (C). El esquema de la figura 31 muestra el proceso de carga del condensador. Si V0 es el voltaje que proporciona la batería, entonces al cerrar el interruptor S el voltímetro registra el voltaje del condensador: este crece desde cero, primero rápidamente y luego lentamente, acercándose al valor V0, según lo ilustra el gráfico.

Figura treinta y uno: esquema circuito de carga de un condensador y su respectivo gráfico.

Un circuito semejante permite estudiar el proceso de descarga.

El producto RC equivale al tiempo transcurrido hasta que las placas del condensador lleguen a un voltaje aproximadamente igual al 37% de V0.

Inducción electromagnética

Ya sabes que al acercar o alejar un imán a las espiras de una bobina, en ella se induce una corriente eléctrica. También sabes que ocurre lo mismo si se mueve la espira respecto del imán o el imán respecto de la bobina. Este fenómeno, la inducción electromagnética, se puede describir en términos de la variación del flujo magnético, que puede expresarse como:

Variación del flujo magnético

en que B es el módulo de la intensidad del campo magnético, A el área de una superficie y símbolo  el ángulo que forman vector campo magnético Bey un vector perpendicular al área.

La figura 32 ilustra el concepto de flujo de campo magnético, que es semejante al flujo de agua en un canal o cañería, con la diferencia de que en este último caso la superficie es atravesada por agua y en el que nos ocupa, por líneas de campo magnético.

Veamos un ejemplo para el caso fácil de imaginar del agua. Si la velocidad de la corriente de agua es de 2 m/s, la superficie arbitrariamente escogida posee un área de 4 m2 y forma un ángulo de 45º con la corriente; entonces, en analogía con la expresión [9], tendremos que el flujo de agua esflujo del agua Es decir: símbolo= (2 m/s) (4 m2) cos(45º) = 5,7 m3/s.
 
Si el ángulo símbolo es distinto de 90º, el flujo de campo magnético símbolo es directamente proporcional al área A de la superficie que consideremos y a la intensidad del campo magnético B existente en dicho espacio. Depende también del ángulo símbolo .

El flujo símbolo cambia tanto si varía el campo magnético B, el área A, el ángulo símbolo o las tres magnitudes simultáneamente. La figura 33 representa un caso importante: se trata de una espira conductora, por ejemplo de cobre, inmersa en un lugar en que hay un campo magnético uniforme. La espira puede rotar alrededor del eje señalado con línea de puntos. El área escogida aquí es la definida por la espira. Al girar esta espira de alambre en forma uniforme, cambia símbolo desde el valor máximo BA, hasta el valor mínimo -BA, pasando por el valor cero cuando símbolo = 90º y cuando símbolo = 270º, casos que están ilustrados en la figura 34. 

Figura treinta y tres: ilustración que muestra cómo cambia el flujo magnetico si se varia el campo y o el área y o el ángulo teta.

Figura treinta y cuatro: ilustración que muestra cómo cambia el flujo magnetico a medida que se cambia el ángulo teta.

Como recordarás, en la espira se induce una corriente, como es el caso de la dínamo, es decir, en la espira aparece un voltaje designado por  y denominado fuerza electromotriz o fem.

Faraday llegó a la conclusión de que la fuerza electromotriz (o fem)  inducida en los extremos de la bobina es directamente proporcional al número de espiras N y a la rapidez de cambio del flujo, lo que se puede expresar matemáticamente como:

Expresión para fuerza electromotriz inducida en una bobina  [12]

La fem inducida produce una corriente cuyo sentido es tal que el campo magnético que genera se opone a la variación del flujo magnético que atraviesa al circuito. Este hecho se conoce como ley de Lenz.

También existe una inducción mutua. Es la que, como se indica en la figura 35, produce una bobina sobre otra. Ella puede entenderse como la corriente que se produce en una bobina 2 debido a la corriente variable en otra, la bobina 1. En este caso la fem inducida está dada por:

 Expresión para fuerza electromotriz inducida entre dos bobinas, inducción mutua  [13]

donde I1 es la corriente en la bobina 1 y 2, la fem inducida en la bobina 2. Es importante notar que esta fem se induce solo si varía la corriente en la bobina 1. Es decir, si la corriente en la bobina 1 fuera estable, no ocurriría nada en la bobina 2.

Figura treinta y cinco: ilustración de inducción mutua, que produce una bobina sobre otra.

La constante de proporcionalidad M se llama inductancia mutua. La unidad usada es el “henry”, en honor al físico norteamericano Joseph Henry (1797-1879).

La autoinducción, en cambio, es la que se produce en una bobina debido al cambio de flujo magnético producido por la variación de corriente en ella misma. En efecto, al cerrar el circuito en la figura 36 se establece la corriente por la bobina, produciendo una fuerza electromotriz inducida.

<IMG alt="Figura treinta y seis: ilustración de autoinducción." src="http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/Mod_4

 
Logotipo EnlacesLogotipo Centro Educación Fundación ChileLogotipo Ministerio de EducaciónLogotipo RELPE
Este sitio está optimizado para resolución de pantalla de 1024 por 768 px. Navegadores Microsoft Internet Explorer 7 y 8, Firefox 3.5 y Safari 4.3