FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICAGRADO I. I.

Ingeniería del Software

Prof. Norge Cruz Hernández

Examen parcial:9-12-2014

Aula: A0.1317:40 – 19:30

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA

GRADO I. I. Ingeniería del Software

Prof. Norge Cruz Hernández

Tema 4. Inducción electromagnética

Tema 4. Inducción electromagnética. (7 horas)

4.1 Introducción

4.2 Fuerza electromotriz inducida sobre un conductor en movimiento dentro de un campo magnético.

4.3 Ley de Faraday-Lenz.

4.4 Inducción mutua entre circuitos y autoinducción.

4.5 Circuito RL. Energía magnética almacenada en un elemento inductor.

Bibliografía

Clases de teoría:- Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11.

Clases de problemas:- Boletín de problemas-Problemas de Física General, I. E. Irodov- Problemas de Física General, V. Volkenshtein - Problemas de Física, S. Kósel- Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V.

D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta:- Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

4.4 Inducción mutua entre circuitos y autoinducción.

dt

dN B2

22

12iB

1212 2iMN B

dt

diM 1

212 1

221

2

i

NM B

Si invertimos el orden del número de las bobinas:

dt

diM 2

121

2

112

1

i

NM B

MMM 2112inductancia mutua

depende de las propiedades geométricas de la bobina

… y de las propiedades magnéticas del núcleo

2

1

1

2 12

i

N

i

N BB

M se expresa en H (henry) en el SI, en honor al físico estadounidense Joseph Henry

(1797-1878)

Una corriente variable en la bobina de la base induce una f.e.m. en otra bobina en el cepillo y hace que se cargue la batería.

cálculo de la inductancia mutua

1

2 2

i

NM B

1

12

i

ABNM

l

iN

i

ANM 110

1

2

l

ANNM 210

autoinductancia e inductores

Si ambas bobinas son la misma, entonces la corriente variable en la bobina inducirá una f.e.m. que se opondrá al efecto producido por la corriente variable, siguiendo la Ley de Lenz.

f.e.m. autoinducida

2

112

1

i

NM B

inductancia mutua

i

NL B

autoinductanciadt

diM 2

121

dt

diL

inductor

dt

diLldEn

b

a

nn ldEldE

dt

diLldE

b

a

n

dt

diLVab

dt

diLVab iVP ab

dt

diiLP

dt

diiL

dt

dU

diLidU

I

idiLU0

energía almacenada en el inductor

2

2

1LIU

4.5 Circuito RL. Energía magnética almacenada en un elemento inductor.

circuito R-L (carga)

cerramos el interruptor S1 …

iRVab dt

diLVbc

0dt

diLiR

iL

R

Ldt

di

Ldt

di

inicial

finalfinal

IL

R

Ldt

di

0R

I final

iL

R

Ldt

di

RLt

eR

ti /1)(

RLteLdt

di /

RLt

eR

ti /1)(

LR / constante de tiempo característico

0dt

diLiR

dt

diLiR

dt

diLiRii 2

LR PPP

circuito R-L (descarga)

abrimos el interruptor S1 y cerramos el S2 al mismo tiempo

0dt

diLiR

RLteIti /0)(

LR PP 0