2f 04 b induccion electromagnetica

of 34 /34
01/14/13 IPEP Cádiz - Departamento de Física y Química 1 Inducción electromagnética Inducción de la corriente eléctrica Aplicaciones de la inducción electromagnética Síntesis electromagnética Experiencias de Faraday Flujo magnético Autoinducción Inducción mutua Producción y transporte de la corriente eléctrica Ecuaciones de Maxwell Experiencia de Henry Ley de Lenz Generadores eléctricos Ley de Faraday Tema 9:Inducción electromagnética

Embed Size (px)

Transcript of 2f 04 b induccion electromagnetica

  • 1. Tema 9:Induccin electromagnticaExperiencias de FaradayFlujo magnticoInduccin de la Ley de Lenz corriente elctricaLey de Faraday Experiencia de Henry Induccin Generadores elctricoselectromagntica Aplicaciones Autoinduccinde la induccinInduccin mutua electromagnticaProduccin y transportede la corriente elctricaSntesis Ecuaciones de Maxwell electromagntica01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 1

2. 1.Induccin de la corriente elctrica 1.1 Experiencias de Faraday N S G Si acercamos el imn a la bobina, aparece en ella una corriente inducida durante el movimiento del imn El sentido de la corriente inducida en la bobina se invierte si alejamos el imn. Con la bobina y el imn fijos no observamos corriente inducida alguna Se obtienen los mismos resultados si mantenemos fijo el imn y movemos la bobina Esto demuestra que la induccin de corriente elctrica en un circuito es debida a campos magnticos variables.01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica2 3. 1.Induccin de la corriente elctrica (Cont.)1.1 Experiencias de Faraday r B + GAl conectar el interruptor se induce una corriente en la bobina izquierda. Las corrientes enlas dos bobinas circulan en sentidos contrarios Al desconectar el interruptor se induce de nuevo una corriente en la bobina izquierda.Ahora la corriente inducida tiene sentido opuesto a la del caso anterior. Se induce una corriente en la bobina izquierda mientras aumenta o disminuye laintensidad de corriente en la bobina derecha, pero no mientras se mantiene constante. Estodemuestra, como en el caso anterior, que la induccin de corriente elctrica en un circuitoes debida a campos magnticos variables.La induccin electromagntica consiste en la aparicin de una corriente elctrica en un circuitocuando vara el nmero de lneas de induccin magntica que lo atraviesan Applet A.Franco 01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica3 4. 1.2 Flujo magnticoPara explicar cuantitativamente este fenmeno introducimos el concepto de flujo magntico.El flujo magntico a travs de una superficie que se encuentra en el seno de un campomagntico es una medida del nmero de lneas de induccin que atraviesan dichasuperficie. r r B B r S r S r rPara un campo uniforme By una superficie plana S flujo magntico es el producto escalar:elEn el S.I. el flujo magntico se mide en:r r =B =B SS cosWeber (Wb) 1 Wb = 1 T m2 rMdulo :Valor del rea de la superficie En la superficie de la izquierda: S=Vector superficie Direccin: Perpendicular a la superficie r r= ngulo (B,S) 0 = Campo variable =B 0=B S cosS01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica4 5. Actividad 1:Una espira cuadrada de 60 cm2 de superficie se encuentra en el interior de un campomagntico uniforme de 0,4 T. Calcula el valor del flujo magntico a travs de la espira en los casos que serepresentan en la figura:rr rr rrr rBB SB SBS B r 60 134r SSabc derr El ngulo que forman las direcciones de B y de Svale en cada caso: = 0 = 60 = 90 = 134 = 1804 Expresamos la superficie en m2 : S = 60 cm = 60 102 m 2 = 6 3 m 2 10a S cos 0 = 0, 4 3 = 2, 4 3 Wb =B 6 10 1 10b S cos 60 = 0, 4 3 =B 6 10 0,5 =1, 2 3 Wb 10c S cos 90 = 0, 4 3 = 0 Wb =B 6 10 0d = B 134 = 0, 4 3 7) = 0,84 3 Wb S cos6 10( 0, 10e = B 180 = 0, 4 3 = 2, 4 3 Wb S cos6 10( 1)1001/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica5 6. 1.3 Ley de Lenz Vimos en las experiencias de Faraday que la induccin de corriente elctrica en un circuito se produca cuando variaba el nmero de lneas de induccin magntica que lo atravesaba. A partir del concepto de flujo, podemos decir que la induccin de corriente elctrica en un circuito es debida a la variacin de flujo magntico a travs del circuito. Como el flujo es: = B cos Spodemos inducir corriente en el circuito: variando el campo B variando la superficie S variando la orientacin del circuito respecto del campo Sin embargo cul es el sentido de la corriente inducida? Fue el fsico ruso Lenz el que determin la regla que nos permite hallar el sentido de la corriente inducida. Se conoce con el nombre de ley de Lenz. El sentido de la corriente inducida es tal que se opone por sus efectos a la causa que la produce. Como veremos ms adelante, este enunciado no es ms que una consecuencia del principio de conservacin de la energa01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica6 7. 1.3 Ley de Lenz (Cont.) rB inducido S N rBinducidoG Al acercar el polo Norte del imn a la espira, se crea una corriente inducida. Segn la ley de Lenz, el sentido de la corriente inducida debe ser tal que se oponga a la causa que la crea (el acercamiento de un polo norte) y por tanto el sentido de la corriente es el contrario a las agujas del reloj en la cara por la que se acerca el imn. De este modo, esta cara ser el polo Norte de la espira y repeler al imn que se acerca y en consecuencia ser necesario ejercer una fuerza sobre ste para vencer esta repulsin. El trabajo de esta fuerza es el que se transforma en corriente elctrica, segn exige el principio de conservacin de la energa. Cuando se aleja el polo Norte, se invierte el sentido de la corriente inducida de modo que ahora la cara de la espira frente al imn es un polo Sur, que se opone al alejamiento del polo Norte del imn y en consecuencia ser necesario ejercer una fuerza sobre el imn para alejarlo. El trabajo de esta fuerza es el que se transforma en energa elctrica. 01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 7 8. 1.3 Ley de Lenz (Cont.)S1S2S1 rS2 B inducidor B inducido G GkkAl cerrar el interruptor k, el sentido de laAl abrir el interruptor k, el sentido de lacorriente inducida en S2 es contrario al quecorriente inducida en S2 es contrario que en elcircula en S1 , segn exige la ley de Lenz. caso anterior. La corriente inducida slo aparece en los instantes que se cierra y se abre el circuito, que es cuando la corriente en S1 vara. 01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 8 9. Indicar razonadamente el sentido de la corriente inducida en la bobina, en losActividad 2: rcasos que se representan en los dibujos: B inducido rB inducido GCorriente r CorrienteG inducida BS inducidaNEl imn baja NEl imn sube SrB Regla de la mano derecha01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 9 10. Indicar razonadamente el sentido de la corriente inducida en la bobina, en losActividad 3: casos que se representan en los dibujos:r Binducido Corriente inducidaG r BNAl acercarse el circuito aumenta l flujo magntico que lo atraviesa. S Este aumento de flujo crea una corriente inducida en el circuito. (L.Faraday)El imn est Con un sentido que se oponga al aumento de flujo que la crea.(L.Lenz)quieto El campo inducido se opone al campo del imn , esto disminuye el campo resultante y el flujo que atraviesa el circuito.01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica10 11. 1.4 Ley de Faraday-LenzSabemos que un campo magntico variable induce una corriente elctrica en un circuito. Estefenmeno conocido con el nombre de induccin electromagntica puede ser formuladomediante una ley matemtica, la ley de Faraday-Lenz.Para enunciar esta ley es preciso cuantificar la corriente inducida mediante una magnitudfsica: la fuerza electromotriz inducida o fem inducida Experimentalmente se observa que la fuerza electromotriz inducida en un circuito esdirectamente proporcional a la variacin de flujo magntico , e inversamenteproporcional al tiempo invertido en dicha variacin t :=tFaraday LenzPara un intervalo de tiempo infinitesimal, la fem instantnea nos vendra dada por lasiguiente expresin: d = dtPara calcular la intensidad de la corriente inducida en un circuito cuya resistencia elctrica esR, aplicamos la ley de Ohm: 1 d I= = R R dt01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 11 12. Ejercicio 13 pgina 225 r r Datos: B = 0,4 T; r = 5 cm = 0, 05 m; R = 15 ; t = 0,1 s ; Al inicio ngulo (B,S) 0 ==La situacin inicial de la espira se ilustra en la figura izquierda. Y la final (la espira gira uncuarto de vuelta en un tiempo de 0,1 s) en la figura derecha .Situacin InicialSituacin FinalrS u r B r rr rngulo (B,S) 0 == == ngulo (B,S) 90 Para calcular la fem inducida en la espira necesitamos conocer la variacin de flujo quela atraviesa. Y para esto necesitamos hallar la superficie de la espira.La superficie de la espira la calculamos aplicando la frmula del crculo: S = r2 = (0,05)2 = 7,85 103 m2 Inicialmente, la bobina es perpendicular a las lneas de induccin (al campo) y el flujo vale: 0 = B S cos 0 = B S Y gira un cuarto de vuelta alrededor de su dimetro, tomando el flujo el valor de: = B S cos 90 = 001/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica12 13. Ejercicio 13 pgina 225 r r Datos: B = 0,4 T; r = 5 cm = 0, 05 m; R = 15 ; t = 0,1 s ; Al inicio ngulo (B,S) 0 ==La situacin inicial de la espira se ilustra en la figura izquierda. Y la final (la espira gira uncuarto de vuelta en un tiempo de 0,1 s) en la figura derecha . Situacin InicialSituacin FinalrS r Suru rBgiroB r rr rngulo (B,S) 0 == == ngulo (B,S) 90 Para calcular la fem inducida en la espira necesitamos conocer la variacin de flujo quela atraviesa. Y para esto necesitamos hallar la superficie de la espira.La superficie de la espira la calculamos aplicando la frmula del crculo: S = r2 = (0,05)2 = 7,85 103 m2 Inicialmente, la bobina es perpendicular a las lneas de induccin (al campo) y el flujo vale: 0 = B S cos 0 = B S Y gira un cuarto de vuelta alrededor de su dimetro, tomando el flujo el valor de: = B S cos 90 = 001/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 13 14. La variacin de flujo magntico es: = 0 = 0 B S = B S = 0,4 7,85 103 = 3,14 103 WbCalculamos la fem inducida mediante la ley de Faraday: 3,14 310 === 3,14 2 V10 t0,1Y por ltimo calculamos la intensidad de la corriente que recorre la espira, mediante la leyde Ohm: 3,14 210 I= == 2,1 3 A = 2,1 mA 10 R1501/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica14 15. 1.5 Experiencia de HenryEl fsico norteamericano J.Henry descubri en 1831 de forma simultnea e independiente aFaraday, el fenmeno de la induccin electromagntica, que un campo r r magntico variable induce runa fuerza electromotriz.B BBEl conductor de la figura semueve por una regin delespacio en la que existe uncampo magntico vertical.En elconductor se produce unmovimiento de sus cargaslibres, una corriente elctrica.La corriente cesa al detenerse el conductor. Por qu? rSobre los electrones libres del conductor acta una fuerza magntica r B Fm (Fuerza de Lorentz), que produce una separacin de lasrcargas.rLa separacin de las cargas genera un campo elctrico E en el interiorFe del conductor.rLa separacin de las cargas cesar cuando la fuerza magntica que+++ Vacta sobre los electrones quede compensada por la fuerza elctrica que se opone a tal separacin:rr Fm = Fe Applete v B = e E A.Franco E = v B Este campo elctrico E inducido genera entre los extremos del conductor una diferencia de potencial o fuerzaelectromotriz (fem) dada por: = E l = v B l Esta fuerza electromotriz se mantiene slo mientras el conductor se mueve dentro del campo magntico.01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica15 16. 1.5 Experiencia de Henry (Cont .) rr r r rBB V BSi acoplamos el conductor de modo queFmdeslice sobre un circuito, comprobamos , rmediante la expresin de la fuerza delLorentz sobre corrientes elctricas quevimos en la unidad 8:r r rFm = I ( l B)que sobre el conductor se ejerce una fuerza que se opone a que ste se deslice hacia la derecha.Esto significa que para generar la corriente en el conductor es necesario que un agente externo rhaga una fuerza sobre l que venza a la fuerza Fm .En otras palabras, es necesario realizar un trabajo mecnico sobre el conductor para obtener laenerga elctrica de la corriente inducida, como exige la ley de Lenz y el principio de conservacinde la energa. La energa aportada por ese trabajo mecnico es la que se transforma en energaelectrica.01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 16 17. Actividad 4: La barra de la figura mide 30 cm y se desliza sobre dos hilos conductores a lavelocidad de 0,4 m/s en una zona del espacio en la que existe un campo magntico uniforme de0,6 T, tal como se indica en la figura.r rrCalcular: a) La fuerza magntica que acta sobre un electrn BBB++de la barra.rb) El campo elctrico en el interior de la barra. V rc) La fem inducida.Fm Datos: =30 cm = 0,3 m ; v = 0,4 m/s ; B = 0,6 T ; e = 1,61019 Ca) La fuerza magntica que acta sobre los electrones de la barra nos viene dada por la ley de Lorentz r r Direccin: perpendicular a los vectores V y Brr rFm = e (v B)Sentido: Regla mano izquierda Mdulo: Fm = e en 90=1,6 19 4 = 3,84 20 N v B s 10 0, 0,6 110b) El campo elctrico en el interior de la barra crece hasta que la fuerza elctrica y magntica que actan sobrelos electrones se igualan. En ese instante el campo elctrico E vale:NE = v B = 0,4 0,6 = 0,24Cc) La fem inducida vale: = l v B = 0,3 4 = 0,072 V 0, 0,6El valor de la fem inducida tambin se puede obtener aplicando la ley de Faraday: BSB vt l ==== B v = 0,6 4 = 0,072 Vl0,3 0,t t t01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica17 18. 2. Aplicaciones de la induccin electromagnticaAntes del descubrimiento de la induccin electromagntica, la nica fuente de energaelctrica era la batera, como la pila del Volta o la de Daniell, que producan electricidad cara yen pequeas cantidades. 2.1. Generadores elctricosUn generador elctrico es cualquier dispositivo que transforma una determinada forma deenerga (mecnica, qumica,.) en energa elctrica. Si el generador produce corriente continua es una dinamo y si la corriente es alterna, un alternador. N SAl girar la espira con velocidad , va variando el flujo magntico que la atraviesa: = B cos = B cos t SS AppletsFendt Aplicando la ley de Faraday-Lenz, calculamos la fem inducida: dd(B cost)S == = B sen tS dtdtEl motor elctrico funciona de maneraSi ponemos N espiras: = N sen t B Sinversa a los dinamos y alternadores:se les suministra corriente elctrica yla transforman en trabajo mecnico La fem mxima es: 0 = N B S AppletsFendt 01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica18 19. Alternador (Dibujo)01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 19 20. Alternador (Imagen) 01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 20 21. Dinamo (Dibujo)01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 21 22. Dinamo (Imagen) Escobillas01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica22 23. 2.2 Autoinduccin Al cerrar el circuito , la intensidad de corriente tarda un cierto tiempo en alcanzar su valor estacionario I y el flujo magntico a travs de la bobina vara en este tiempo desde cero hasta su valor mximo. En consecuencia, se autoinduce una fuerza electromotriz (llamada fuerza contraelectromotriz) que se opone al aumento instantneo de la intensidad en el circuito. En esta fase existe una contracorriente de sentido contrario a la corriente que suministra la pila. contracorrienteextracorrienteIBobinaBobina + +It Rgimen estacionarioCierre del Aperturacircuito del circuitoAl abrir el circuito, la intensidad tarda un cierto tiempo en anularse. En este caso, la fuerza electromotrizautoinducida se opone a que la intensidad caiga a cero de forma instantnea. En esta fase existe unaextracorriente en el mismo sentido que la corriente que suministraba la pila. 01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica23 24. 2.2 Autoinduccin (Cont.)La fuerza electromotriz autoinducida depende de la variacin de flujo magntico que atraviesa el propiocircuito.El flujo magntico en el circuito es porporcional a la intensidad de corriente I que lo recorre: =L ILa constante de proporcionalidad L recibe el nombre de coeficiente de autoinduccin o inductanciade la bobina y depende de las caractersticas fsicas del circuito: del tipo de material y de la formageomtrica.Al variar la corriente I , se produce una variacin del flujo: =L IAplicando la ley de Fararday-Lenz, obtendramos la fem autoinducida: IL = == L Itt tLa unidad de inductancia en el S.I. es el henrio (H) en honor de J.Henry. V 1 H=11 henrio ( 1 H ) es la autoinduccin de un circuito en el cual una variacin de intensidadAde 1 A /s induce en el propio circuito una fem de 1 VDe la definicin anterior, podemos calcular el coeficiente de autoinduccin de una bobina de N espiras.sVimos en la unidad 8 el campo magntico B creado en el interior de una bobina de N espiras recorrida poruna corriente de intensidad I : 0 N Il B= l 0 N I 0 N 2 S El flujo que atraviesa la bobina es: = N B = N S = SI l lComparando con la expresin inicial: =L I 0 N 2 S Obtenemos la expresin del coeficiente de autoinduccin de la bobina: L =l01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica24 25. Actividad 5: La bobina de la imagen tiene 1000 espiras de 10 cm2 de superficie cada una , yuna longitud de 26,2 cm. Determinar su coeficiente de autoinduccin expresadoen milihenrios ( mH ).Datos: 0 = 4107 Tm/A ; N = 1000 ; S = 10 cm2 = 103 m2; = 26,2 cm =0,262 m Aplicamos la ecuacin anterior para calcular el coeficiente de =2 autoinduccin de la bobina, expresando todas las magnitudes en 6, 2 unidades del S.I.: cm 0 N 2 4 7 S 10 1000 2 310 L= == 0,0048 H = 4,8 mH 2 l 0,262 cm= 10SDetalle de las unidades:T m 4 7101000 2 3 m 210L= A0, 262 mT mN m 2T m 2m 2 A A mN m JV== === =Hm A AA A CAAss01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica25 26. Actividad 6: La bobina de la imagen de 1000 espiras tiene un coeficiente de autoinduccin de4,8 mH. Determinar el coeficiente de autoinduccin de otra bobina igual que laanterior ( con las mismas dimensiones ) pero de 500 espiras.. Datos: L1 = 4,8 mH ; N1 = 1000 N2 = 500 Para la primera bobina su coeficiente de autoinduccin es: 0 N1 2 S L1 = l Para la segunda bobina su coeficiente de autoinduccin es: 0 N 2 2 SL2 =l Dividiendo miembro a miembro ambas ecuaciones: 0 N 2 2 S 2L2lL2 N2N25002 = = 2L 2 = L1 2 = 4,8 mH =L1 0 N1 2 S L1 N1 2N1 1000 2l 1 = 4,8 mH = 1, 2 mH 401/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica26 27. 2.3 Induccin mutua. TransformadoresVimos en las experiencias de Faraday, que al variar la corriente en un circuito, producauna variacin del flujo magntico que atraviesa una bobina o circuito prximo. r B21 + GSi por la bobina de la derecha circula una intensidad de corriente I1 , el campo magntico creadopor ella produce un flujo 2 en la bobina de la izquierda: 2 =M12 1I M12 = Constante de proporcionalidad que recibe el nombre deCoeficiente de induccin mutua entre las bobinas 1 y 2Cuando por la bobina de la izquierda circula una intensidad de corriente I2 , el campo magnticocreado por ella produce un flujo 1 en la bobina de la derecha:1 =M 21 2IM 21 = Coeficientede proporcionalidad que recibebobinas 2 y 1Constantede induccin mutua entre lasel nombreSe demuestra que ambos coeficientes son iguales: M12 = M 21y dependen de las caractersticas fsica (forma, tamao, ..) y de la posicin relativa de las bobinas.Esto implica, que una variacin de la intensidad de corriente de la bobina 1 provoca una variacinde flujo en la bobina 2 y la aparicin de una fem en ella. Y la variacin de intensidad que seproduce en la bobina 2 produce a su vez otra fem en la bobina 1. Es el fenmeno de la induccinmutua. 01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica27 28. 2.3 Induccin mutua. Transformadores (Cont.)Una aplicacin prctica de la induccin mutua son los transformadores, dispositivos quepermiten variar la tensin (voltaje) y la intensidad de una corriente alterna, sin apenas prdida deenerga.Constan esencialmente de un circuito magntico cerrado sobre el que se arrollan dos bobinadosde distintos nmero de vueltas (espiras), de forma que ambos bobinados estn atravesados por elmismo flujo magntico. El circuito magntico est constituido por chapas de acero de pocoespesor apiladas, para evitar las corrientes parsitas . S El bobinado donde se conecta la corriente de P e entrada se denomina primario, y el bobinado r c donde se conecta la carga til, se denomina i u secundario. m V1 N1 V2 n La fem (tensin) inducida en la bobinaN2secundaria tiene la misma frecuencia que la a d corriente alterna de entrada. r a Si representamos por al flujo que recorre i r cada bobina, podemos escribir que: o i V1 = N1 V2 = N 2 o tDividiendo entre s ambas expresiones,tobtenemos la relacin de transformacin : (Primario)(Secundario) V2 N 2 V2 I1 N 2 =Esta relacin tambin la podemos escribir as:= = V1 N1V1 I 2 N1 Ver Vemos que la tensin y la intensidad de corriente son inversamente proporcionales. 01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica28 29. Actividad 7: El circuito primario de un transformador tiene 800 vueltas y es alimentado con una corriente elctrica alterna de 330 V y 0,20 A. Determinar la tensin y la intensidad de corriente de salida si el secundario est formado por 40 espiras. Datos: N1 = 800 ; V1 = 330 V ; I1 = 330 V ; N2 = 40 SP er ci um na dAplicamos la relacin de transformacin r apara la tensin V:i ro i V2 N 2 N40o = V2 = V1 2 = 330 V = 16,5 V V1 N1N1800Aplicamos de nuevo la relacin de transformacin para la intensidad I: I1 N 2 N800=V2 = I1 1 = 0,20 A =4 A I 2 N1 N24001/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 29 30. 2.4 Produccin de energa elctricaLa electricidad es la forma de energa ms consumida en la actualidad gracias a que ofrece variasventajas frente a otras formas de energa: Fcilmente se convierte en otras formas de energa: mecnica (motores elctricos) , trmica (estufas, hornos, ..) ,radiante (bombillas), Se transporta con mnimas prdidas a grandes distancia desde los centros de produccin ( las centrales elctricas) hasta los centros de consumo (industria , ciudad, . ) . No produce residuos ni contamina el medio ambiente.La electricidad ( la energa elctrica) se produce en las centrales elctricas, que pueden ser delos siguientes tipos, segn sea la fuente de energa que utilicen para su produccin, la energaprimaria:Centrales elctricasFuente de energa que utiliza Hidroelctricas Agua embalsada TrmicasCombustibles fsiles ( carbn, petrleo, gas, Nucleares Energa nuclear de fisinElicasEnerga del vientoSolaresEnerga radiante del SolGeotrmicasEnerga geotrmica del interior de la TierraEn el siguiente enlace podemos ver un esquema y un grfico interactivo de distintos tipos decentrales elctricas: Ver Centrales elctricas01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica30 31. INICIO01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica31 32. 1.2 Flujo magntico Si se trata de una superficie S cualquiera y el campo magntico es variable: Dividimos la superficie S en pequeos elementos infinitesimales de superficier dSdS, de manera que en cada uno se r puedan considerar la superficie plana y B el campo uniforme y calculamos el flujo d a travs de la superficie infinitesimal:r r S d = B dSEl flujo total a travs de la superficie S se obtendr sumando el flujo de todas lassuperficies infinitesimales: = dSr r = B dS S = B dS cos VOLVER S01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica 32 33. Fuerza electromotriz o fem de un generadorRgenerador elctrico :pila+ I femEn un circuito elctrico, el generador (pila, batera, dinamo, alternador, ) es elelemento del circuito encargado de proporcionar la energa.Los generadores elctricos se caracterizan por su fuerza electromotriz o fem,que nos indica la energa que suministra el generador a cada unidad de cargaelctrica que pasa por l.Unidad en el S.I.E J == voltio ( V ) q CLa batera de un coche tiene una fem de = 12 V: esto significa que a cada culombiode electrones (6,251018 electrones) que pase por ella , le suministra 12 J de energa.VOLVER01/14/13IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica33 34. Recordamos que la potencia elctrica la podemos poner en funcin de la tensin yla intensidad: P = V ILas prdidas de energia en el proceso de transformacin son tan pequeas quese pueden despreciar y considerar la potencia de entrada P1 a la de salida P2:P1 = P2 P1 = V1 I1 P2 = V2 I 2V1 I1 = V2 I 2V2 I1=V1 I 2 VOLVER01/14/13 IPEP Cdiz - Departamento de Fsica y Qumica34