Se denomina así aquel fenómeno el cual consiste en la generación de una corriente eléctrica o una fuerza electromotriz o voltaje a partir de un campo magnético variable.
Campo Magnético Variable
Campo Eléctrico Variable
* Corriente Inducida (I 1) * Fem (Voltaje) Inducción (E )
EXPERIMENTO DE FARADAY
Este experimento se basa en hacer pasar un imán de propiedades magnéticas muy intensas a través de una bobina la cual se encuentra conectada a un galvanómetro, el cual permite la medida de la corriente. Al imán que genera el campo se denomina inductor y a la bobina en la cual se establece la corriente el inducido. Después de muchos experimentos Faraday llegó a las siguientes conclusiones. 1. 2.
3.
Se genera una corriente inducida siempre y cuando exista un movimiento relativo entre el inductor e inducido. El sentido de la corriente inducida depende del polo magnético que se acerque o se aleje del inducido, invirtiéndose el sentido de la corriente al invertirse el sentido del movimiento relativo. En particular el acercar un polo norte es equivalente a alejar un polo sur. A mayor velocidad relativa le corresponde una corriente inducida de mayor intensidad.
CONCLUSIÓN GENERAL
Existe una corriente inducida y una fuerza electromotriz inducida si varía el número de líneas de fuerza del inducido.
Profesor Pedro Eche Querevalú
FLUJO MAGNÉTICO
Es una magnitud escalar la cual determina el número de líneas de fuerza del campo magnético que atraviesan (Líneas de Inducción) de una superficie dada. El flujo magnético a través de una superficie se obtiene multiplicando la componente del campo magnético perpendicular a la superficie con el área de dicha superficie. Observación: 1. 2. 3.
La normal se traza a una sola de las caras de la superficie. El flujo magnético puede ser positivo o negativo dependiendo del ángulo formado entre la normal y la dirección del campo magnético. Debido a que las líneas de fuerza del campo magnético son líneas cerradas se tiene que el flujo magnético a través de cualquier superficie cerrada es igual a cero.
B
NORMAL (N)
S
= B . A. Cos
= BN . S Donde: BN = B.Cos Es la componente del campo perpendicular a la superficie (en la dirección de la normal) Unidad: WEBER (Wb) = T.m² MAXWELL (Mx) = Gs.cm² 1 Wb = 108 Mx Profesor Pedro Eche Querevalú
*
CASOS PARTICULARES N B
N
B
X
B
= BS
=O
= -B.S
LEY DE FARADAY - HENRY
La fuerza electromotriz inducida en un circuito es proporcional a la rapidez con la cual varía el flujo magnético a través de dicho circuito.
i =
t
Unidad: Voltio:
weber segundo
i Si el circuito está formado por N espiras el efecto se hace N veces mayor.
Z
*
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i = -N
t
Donde es la variación de flujo en 1 espira LEY DE LENZ
Esta ley establece una relación entre el campo magnético del inductor y el campo magnético que genera la corriente inducida. Esta ley establece que: “Toda fuerza electromotriz inducida en un circuito cerrado genera una corriente cuyo campo magnético se opone a la causa que produce la f.e.m. inducida”. *
CASOS POSIBLES
1.
Aumento del flujo
(Campo Inductor)
Bo
I
B1 (Campo Inducido) 2.
Reducción del flujo
B1
B1
I
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B0
CORRIENTE ALTERNA Se denomina así a toda corriente o voltaje que varía periódicamente en valor y dirección. Una de las variaciones más usuales es la variación armónica, es decir la corriente o el voltaje se expresan con la ayuda de las funciones seno o coseno. Para toda corriente alterna se tienen las siguientes características: 1.
AMPLITUD
Es el valor máximo de la corriente o voltaje alterno. 2.
PERIODO
Es el tiempo al cabo del cual la corriente o voltaje a dado una oscilación completa y ha tomado todos los valores positivos y negativos permitidos. 3.
FRECUENCIA
Indica el número de veces que se repite la oscilación, también se le suele definir como la inversa del período. En el caso del Perú la frecuencia es de 60Hz. V = Vo Sen (wT) Vo : Valor Pico W : Frecuencia Angular T : Período f: Frecuencia Donde: T= *
En particular
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2 1 W f
I(t) =
V( t ) R
I = Io Sen (wt)
Donde: Io =
Vo R
VALORES EFICACES Se denomina así a los valores de una corriente o voltaje continuo los cuales producen el mismo efecto que una corriente o voltaje alterno para un mismo intervalo de tiempo.
V(t)
Q + I (t)
Q
V(ef) +
R
R
-
-
I EF
Depende la forma como varíe V(t) y I(t) Para una variación Armónica.
VEF =
Vo 2
IEF =
Luego se tiene: P = IEFVEF =
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IoVo 2
Io 2
TRANSFORMADOR Se denomina así a todo dispositivos diseñado con la finalidad de modificar el voltaje o la intensidad de corriente alterna. Un transformador por lo general está constituido por: 1.
Un núcleo de hierro o de un material magnético cuya función es la de concentrar el campo magnético en su interior.
2.
Dos arroyamientos los cuales se emplean uno para recibir el voltaje que se desea modificar y dos para suministrar el voltaje modificado. Al primer arroyamiento se le denomina primario y al segundo secundario.
Is
Ip Vp
3
Vs
2
1
1)
Núcleo de Hierro
2)
Primario
3)
Secundario
Vp = - Np
t
Vp Np Vs Ns Vs = - Ns
t
Si las pérdidas son despreciables Pp Ps Vp Ip = Vs Is Luego:
Is Vp Np = Ip Vs Ns
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*
Entonces Np > Ns Si Np > Ns
Ip < Is Vp > Vs
Si Np > Ns
Ip < Is
Generación, transmisión y distribución de la corriente eléctrica. En el Perú, las empresas eléctricas se dividen en tres grupos: Generadoras Transmisoras Distribuidoras Las empresas generadoras pueden ser centrales hidroeléctricas como la central hidroeléctrica Santiago Antúnez de Mayolo, que tiene una potencia aproximada de 450 MW, o la central térmica de Iquitos de aproximadamente 20 MW. En general, una central eléctrica produce una fuerza electromotriz de aproximadamente 20 000 V. Las empresas transmisoras elevan el voltaje a unos 220 000 V por medio de unos transformadores, lo cual hace que la corriente disminuya considerablemente, esto evitará que en la transmisión se disipe gran parte de la energía por efecto Joule. Esta corriente de baja intensidad se transmite a tráves de los cable, conocidos como alta tensión, hasta llegar a unas estaciones en las ciudades donde el voltaje se reduce a unos 22 000 V. Las empresas distribuidoras se encargan de la distribución de la corriente a las casas y fábricas de la localidad; para las casas el voltaje se reduce a unos 220V.
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