GuiA Física mmxviii

PDF enunciats

Lleis de Faraday i de Lenz

El flux de camp magnètic s'indicarà amb la lletra grega fi, φ.
La llei de Faraday s'escriurà en la forma fem = −dφ(t)/dt.

Flux magnètic

La unitat del flux magnètic en el Sistema Internacional, el Weber, (Wb) té el nom en honor al físic Wilhelm Eduard Weber.



• El flux de camp magnètic a través d'una espira d'àrea S és φ = B S cos(α), on α és l'angle entre el vector camp i el vector normal al pla de l'espira.
• La unitat de flux magnètic en el Sistema Internacional és el Weber.

1

Una espira circular de radi 7 cm està dins un camp magnètic de 0.3 T perpendicular al pla de l'espira. Quin és el flux de camp magnètic a través de l'espira circular?

Resp. 1 = mWb

2

Quina és la intensitat del camp magnètic uniforme que dona un flux de 5 mWb a través del circuit pla de la figura?

Ajuda
Resp. 2 = T

3

L'espira de la figura té una àrea de 6 cm2 i està sobre un pla inclinat 30º dins un camp uniforme de 50 mT en direcció vertical. Què val el flux de camp magnètic a través de l'espira?

Ajuda
Resp. 3 = μWb

4

Una espira quadrada de costat 3 cm està dins un camp magnètic uniforme de 0.8 T. La direcció del camp magnètic B està continguda dins un pla perpendicular a l'espira i forma un angle de 60º amb un dels seus costats com mostra la figura.

Quin és el flux de camp magnètic a través de l'espira quadrada?

Resp. 4 = mWb

5

Les unitats base del Weber, la unitat de flux magnètic, són kg m2 s-2 A-1. Quin és el número de les combinacions següents que també correspon al Weber?
1: N C 2: V s 3: J s-1 4: N m 5: V/C 6: J/C  

Resp. 5 =

Força electromotriu

Amb els seus experiments, Michael Faraday va descobrir els fenòmens d'inducció electromagnètica que són la base fonamental de la producció i distribució a gran escala de l'energia elèctrica.



• Aplicar
Saber calcular la força electromotriu induïda en un circuit i saber determinar el sentit del corrent elèctric induït en una espira aplicant les lleis de Faraday i de Lenz.

6

L'animació de la figura representa una espira vista des de dalt, en la direcció de l'eix de rotació en el pla de l'espira, que gira dins un camp magnètic uniforme amb el sentit indicat per les fletxes. Analitza com varia el mòdul de la força electromotriu segons la posició de l'espira. El mòdul de la força electromotriu induïda és màxim quan un extrem de l'espira passa per la posició del número 0, 45, 90 o 135?

Resp. 6 =

7

L'animació adjunta pretén representar el moviment d'una espira circular que entra i surt d'una regió amb un camp magnètic uniforme. Els punts sobre el cercle de l'espira s'usen per representar el possible sentit del corrent induït quan giren en un sentit o un altre, i que no hi ha corrent induït quan no giren.



Ens demanam si està bé la representació. Segons l'animació, on el camp magnètic uniforme va cap a l'interior de la pantalla, tenim que:

a) No hi ha corrent a l'espira quan està fora del camp.
b) Hi ha un corrent en sentit antihorari mentres l'espira entra dins el camp.
c) No hi ha corrent a l'espira quan està tota dins el camp.
d) Hi ha un corrent en sentit horari mentres l'espira surt del camp.

D'aquestes afirmacions quines són correctes i quines falses?
1: Correctes totes menys la c (sí que hi ha corrent).
2: Falsa b (el sentit és al revés).
3: Falsa d (el sentit és al revés).
4: Falses b i d (els sentits estan intercanviats).
5: Totes falses.
6: Totes correctes.

Resp. 7 =

8

El flux a través d'una espira és Φ(t) = 10 t  −  t2 mWb entre = 0 i = 10 s. A quin temps d'aquest interval la força electromotriu és zero?

Resp. 8 = s

9

El flux de camp magnètic a través d'una espira que gira a velocitat angular ω = 27 rad/s dins un camp magnètic uniforme és Φ(t) = 30 cos(ω t  2.45 rad) mWb. A quin temps positiu la força electromotriu és positiva i màxima per primera vegada?

Resolució en vídeo
Resp. 9 = s

10

La variació de la intensitat en un electroimant gros fa que el camp magnètic depengui del temps. Una espira circular petita de 2.4 cm de diàmetre es col·loca fixa dins el camp magnètic de l'electroimant  de manera que el camp és perpendicular al pla de l'espira, és uniforme dins l'espira i val B(t) = 575 sin(241 rad/s t + 0.49 rad) mT. En quin primer temps positiu la força electromotriu induïda a l'espira val zero?

Resolució en vídeo
Resp. 10 = ms

GuiA Física mmxviii · | Antoni Amengual Colom · Departament de Física | Universitat de les Illes Balears| Publicat: 2019.
GuiA Física mmxviii
Primera edició: Desembre 2017. Revisada: maig 2019.
Elaboració dels problemes i disseny del lloc web dfs.uib.cat/apl/aac/fisicapbau/
Antoni Amengual Colom, Departament de Física

Els enunciats d'aquestes pàgines i les imatges i els vídeos sense modificar, retallar o refer es poden usar amb finalitat educativa, sense ànim de lucre, citant l'autor de les pàgines i posant en lloc visible l'adreça d'aquest lloc web. Usau: "GuiA Física · Antoni Amengual Colom · UIB url: dfs.uib.cat/apl/aac/fisicapbau/".