Induccion Electromagnetica
1. **Planteamiento del problema:**
Determinar la verdad o falsedad de dos enunciados sobre inducción electromagnética y luego analizar la inducción de corriente en una espira debido al movimiento de un imán, aplicando la Ley de Faraday y la Regla de Lenz.
2. **Enunciados de verdad o falsedad:**
- Cuando el flujo magnético que atraviesa una espira conductora varía, se induce en ella una fuerza electromotriz y una corriente eléctrica.
- La Ley de Faraday establece que la magnitud del voltaje inducido es directamente proporcional al cambio del flujo magnético por unidad de tiempo.
3. **Análisis:**
- El primer enunciado es **verdadero** porque la variación del flujo magnético induce una fem y corriente según la inducción electromagnética.
- El segundo enunciado es **falso** porque la Ley de Faraday establece que el voltaje inducido es proporcional al **negativo** del cambio del flujo magnético por unidad de tiempo, es decir, $$\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}$$.
4. **Problema con el imán y la espira:**
- Ley de Faraday: $$\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}$$ donde $$\Phi_B = B \cdot A \cdot \cos(\theta)$$.
- Regla de Lenz: la corriente inducida genera un campo magnético que se opone al cambio que la produce.
5. **Parte a) Polo norte acercándose:**
- El flujo magnético aumenta porque el polo norte se acerca.
- La corriente inducida genera un campo que se opone al aumento, es decir, crea un polo norte en la espira frente al imán.
- Por la regla de la mano derecha, la corriente inducida es **antihoraria** vista desde el imán.
6. **Parte b) Polo sur alejándose:**
- El flujo magnético disminuye porque el polo sur se aleja.
- La corriente inducida intenta mantener el flujo, generando un campo que atrae el polo sur, es decir, crea un polo sur en la espira.
- La corriente inducida será **horaria** vista desde el imán.
7. **Corriente inducida en la espira (problema 11):**
- Área $$A = 0.10\,m^2$$, resistencia $$R = 10\,\Omega$$.
- Intervalo 0 a 2 ms: $$B$$ aumenta linealmente de 0 a 1 T.
- Intervalo 6 a 10 ms: $$B$$ disminuye linealmente de 1 a 0 T.
8. **Cálculo del voltaje inducido:**
- $$\mathcal{E} = -A \frac{dB}{dt}$$.
9. **Intervalo 0 a 2 ms:**
- $$\frac{dB}{dt} = \frac{1 - 0}{2 \times 10^{-3}} = 500\,T/s$$.
- $$\mathcal{E} = -0.10 \times 500 = -50\,V$$.
10. **Corriente inducida:**
- $$I = \frac{|\mathcal{E}|}{R} = \frac{50}{10} = 5\,A$$.
11. **Intervalo 6 a 10 ms:**
- $$\frac{dB}{dt} = \frac{0 - 1}{(10 - 6) \times 10^{-3}} = -250\,T/s$$.
- $$\mathcal{E} = -0.10 \times (-250) = 25\,V$$.
12. **Corriente inducida:**
- $$I = \frac{25}{10} = 2.5\,A$$.
**Respuesta final:**
- Enunciados: 1) Verdadero, 2) Falso.
- Corriente inducida 0-2 ms: 5 A.
- Corriente inducida 6-10 ms: 2.5 A.