Fisica General Burbano

544 CORRIENTES INDUCIDAS
te de frecuencia extraordinaria, la misma que la de la chispa oscilante que salta en e; en S′ se inducen
corrientes de la misma frecuencia y de un potencial enorme.
Las corrientes de alta tensión y frecuencia no son peligrosas para el cuerpo humano, ya que no
producen fenómenos electrolíticos que varíen la concentración de los líquidos del organismo (peligro
de las corrientes continuas) ni alteran el ritmo del corazón (peligro de las corrientes alternas de
baja frecuencia).
XXII – 55. Carrete de Ruhmkorff
Fig. XXII – 93. Esquema del carrete
de Ruhmkorff.
Fig. XXII – 94. Curvas de corriente
inductora y FEM inducida en el carrete
de Ruhmkorff.
A) LEYES DE FARADAY-LENZ
1. 1) Determinar el sentido de las corrientes de autoinducción al
deslizar hacia la izquierda o hacia la derecha el contacto del reóstato
de la figura. 2) ¿Por qué al abrir un circuito por medio de un interruptor
de palanca salta una chispa eléctrica cuando ya el circuito está
abierto?
Problema XXII-1.
El CARRETE DE Heinrich David RUHMKORFF (1884-1943), llamado también BOBINA DE INDUC-
CIÓN, es un transformador que tiene por finalidad el elevar la tensión de una corriente continua;
se obtienen en él corrientes de gran tensión cuyo sentido cambia en determinados intervalos
de tiempo.
Está constituido por un núcleo de hierro dulce en el que se arrolla un hilo grueso (inductor o
primario) formando pocas espiras; en él está instalado el generador de corriente continua; uno de
los extremos del primario está en contacto con el pie de una laminilla de hierro, y el otro apoyado
en ella por una punta metálica, muy fina. Al pasar la corriente se imanta el núcleo, atrayendo a la
laminilla, cortándose el circuito e interrumpiéndose la corriente. Al cesar ésta y desimantarse el núcleo,
la laminilla vuelve a su posición, restableciéndose el contacto y el paso de corriente. Las sucesivas
interrupciones hacen que por autoinducción se formen corrientes interrumpidas cuya intensidad,
representada gráficamente, se indica en la Fig. XXII-94 (superior).
El circuito inducido o secundario, es de hilo fino y de muchas espiras, estando arrollado sobre
el primario y aislado de él. Cuando aumenta la intensidad en el primario, el flujo magnético que
atraviesa el circuito secundario aumenta, originándose corrientes inducidas de sentido contrario a
la inductora; al disminuir la intensidad en el primario se originan en el secundario corrientes del
mismo sentido que la inductora. Las primeras (corrientes de cierre) son de menor tensión que las
segundas (corrientes de apertura), debido a que la misma variación del flujo se verifica con más
lentitud en el cierre del circuito que en su apertura. Las FEM originadas en el secundario están representadas
en la Fig. XXII-94 (inferior).
Se suprimen las chispas que saltan en el interruptor y que podrían estropearlo con un condensador
instalado como indica la Fig. XXII-93.
Problema XXII-4.
PROBLEMAS
2. A una bobina de 500 espiras de alambre conductor de 5 W de
resistencia, enrolladas sobre una estructura rectangular de 10 y 12 cm de
lados, de forma que todas las espiras tienen el área del rectángulo, se le
aplica un campo magnético perpendicular al plano de las espiras, variando
el módulo de la inducción de cero hasta 1 T en un tiempo de 1,2 s.
Calcular: 1) La FEM inducida en la bobina mientras varía el campo.
2) El valor de la intensidad de corriente inducida en la bobina.
3. Una bobina circular de 4 cm de radio, consta de 200 espiras, tiene
una resistencia de 20 W, y está situada en un campo magnético perpendicular
al plano de sus espiras cuya inducción varía con el tiempo
según la ecuación escrita en el SI: B = 0,5e –t/2 . Determinar el valor de la
intensidad de corriente inducida en cualquier instante y mientras se encuentre
sometido a dicho campo variable con el tiempo.
4. En el interior de un solenoide largo que tiene 200/p vueltas/cm
introducimos una bobina que posee un total de 100 espiras y un diámetro
de 2/ π cm, de forma que ambos (solenoide y bobina) queden con
un eje común como se indica en la figura. 1) Si en el solenoide, con ritmo
constante de 0,1 s, hacemos pasar una corriente de 2 A reduciéndola
a cero y a continuación la aumentamos a 2 A, pero en sentido contrario,
reproduciendo el ciclo cuantas veces se quiera, calcular la FEM inducida
en la bobina en el período de tiempo que hemos indicado. 2) Si la
intensidad de la corriente en el solenoide varía con el tiempo según la
ecuación escrita en el SI: I = t 2 + 2 t + 3, y la resistencia de la bobina es
de 0,1 W, ¿cuál es la intensidad de la corriente inducida en la bobina en
el instante en que t = 4 s?
5. Hacemos girar una espira cuadrada de 0,5 m de lado con una
velocidad angular de 200 rad/s en el interior de un campo magnético
uniforme de 0,8 T de inducción tal y como se indica en la figura. Calcular
la FEM inducida en el cuadro.
6. El circuito rectangular de la figura se mueve, perpendicularmente
a una línea de corriente rectilínea atravesada por una intensidad
de 10 A, con una velocidad uniforme de 1 m/s. Los valores de a y
b son 5 y 10 cm, respectivamente. Determinar la fuerza electromotriz
inducida en el circuito en el instante en que se encuentra a 20 cm de él
(x = 20 cm).
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