Problema 3 · Física PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2022

Tema: Inducción electromagnética: Faraday y Lenz · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

Una bobina circular de radio 15 cm15\text{ cm} y 50 espiras se coloca de manera que su eje forma un ángulo de 30∘30^\circ con un campo magnético uniforme cuyo valor varía en el tiempo según B(t)=4−(t−2)2 TB(t) = 4 - (t-2)^2\text{ T}. La resistencia total de la bobina son 5 Ω5\ \Omega.

a)

Calcula el valor del flujo magnético en t=2 st = 2\text{ s}.

b)

Determina el valor de la corriente inducida en la bobina en función del tiempo.

c)

Calcula el valor de la corriente inducida en t=1 st = 1\text{ s} y en t=3 st = 3\text{ s}, y razona si el sentido en cada caso será el indicado en el esquema como "A" (horario visto desde arriba) o el "B" (antihorario visto desde arriba). Explica por qué no son iguales si el valor del campo es en ambos momentos igual (3 T3\text{ T}).

A

A (horario visto desde arriba)

B

B (antihorario visto desde arriba)

A

A (horario visto desde arriba)

B

B (antihorario visto desde arriba)

Enunciado: Problema 3 · Física PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Calcula el valor del flujo magnético en t=2 s.

Solución: 12,24 Wb12{,}24\text{ Wb}

b. Determina el valor la corriente inducida en la bobina en función del tiempo.

Solución: 1,22(t−2) A1{,}22(t - 2)\text{ A}

c. Calcula el valor de la corriente inducida en t=1 s y su sentido

Solución: −1,22 A-1{,}22\text{ A} (sentido A, horario visto desde arriba)

c. Calcula el valor de la corriente inducida en t=3 s y su sentido

Solución: +1,22 A+1{,}22\text{ A} (sentido B, antihorario visto desde arriba)

c. Explica por qué no son iguales si el valor del campo es en ambos momentos igual (3 T).

Solución: Porque la inducción depende de la rapidez de variación del flujo en el tiempo (dΦ/dt) y no del valor instantáneo de B.

Sentido en t = 1 s (A o B) / Sentido en t = 3 s (A o B)

Solución: A / B

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