Un bucle cuadrado de alambre se mueve con una velocidad constante v desde una región libre de campo a una región de campo magnético uniforme constante, como se muestra. ¿Cuál de los cinco gráficos muestra correctamente la corriente inducida i en el bucle en función del tiempo t?Seleccione una:1.C2.A3.E4.D5.B
Question
Un bucle cuadrado de alambre se mueve con una velocidad constante v desde una región libre de campo a una región de campo magnético uniforme constante, como se muestra. ¿Cuál de los cinco gráficos muestra correctamente la corriente inducida i en el bucle en función del tiempo t?Seleccione una:1.C2.A3.E4.D5.B
Solution
Para responder a esta pregunta, necesitamos entender la Ley de Faraday de la inducción electromagnética. Esta ley establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con la que cambia el flujo magnético a través de la superficie delimitada por el circuito.
En este caso, cuando el bucle de alambre entra en la región del campo magnético, el flujo magnético a través del bucle está cambiando, lo que induce una corriente. La corriente inducida será máxima cuando la velocidad de cambio del flujo magnético sea máxima, es decir, cuando la mitad del bucle esté dentro del campo y la otra mitad fuera. A medida que el bucle se mueve más adentro del campo, la velocidad de cambio del flujo disminuye, por lo que la corriente inducida también disminuye.
Cuando todo el bucle está dentro del campo, el flujo magnético a través del bucle es constante, por lo que no hay corriente inducida. Lo mismo ocurre cuando el bucle sale del campo: la corriente inducida aumenta a medida que el bucle comienza a salir del campo y luego disminuye a medida que el bucle se aleja más.
Por lo tanto, el gráfico que muestra correctamente la corriente inducida en el bucle en función del tiempo sería un gráfico que muestra un pico de corriente cuando la mitad del bucle está dentro del campo y luego disminuye a cero, y luego muestra un pico similar pero en la dirección opuesta cuando el bucle sale del campo. De las opciones proporcionadas, la opción que más se acerca a esta descripción es la opción 4.D.
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