Páginas extraídas de 266539159-Maquinas-electricas-Chapman-5ta-edicion-pdf

26 CAPÍTULO 1 Introducción a los principios de las máquinas
en la dirección del vector de densidad de campo B, entonces el dedo pulgar apuntará en dirección de
la fuerza resultante sobre el alambre. La magnitud de esta fuerza está dada por la ecuación
F 5 ilB sen u (1-44)
donde u es el ángulo comprendido entre el alambre y el vector de densidad de flujo.
EJEMPLO 1-7
La figura 1-16 muestra un alambre que porta corriente en presencia de un campo magnético. La densidad
de flujo del campo es de 0.25 T, dirigida hacia dentro de la página. Si el alambre tiene 1.0 m de longitud y
porta una corriente de 0.5 A en dirección de arriba hacia abajo de la página, ¿cuál es la magnitud y dirección
de la fuerza inducida sobre el alambre?
Solución
La dirección de la fuerza está dada por la regla de la mano derecha, es decir, la dirección de la fuerza
apunta hacia la derecha. La magnitud está dada por
Entonces
F 5 ilB sen u (1-44)
5 (0.5 A)(1.0 m)(0.25 T) sen 90° 5 0.125 N
F 5 0.125 N, dirigida a la derecha
× ×
× ×
+
+++
++
× ×
v × B
× ×
B
La inducción de una fuerza en un alambre conductor que porta corriente
en presencia de un campo magnético es la base de la acción motor. Casi todo
tipo de motor se basa en este principio básico de las fuerzas y pares que lo
mueven.
× ×
× ×
e ind
× ×
– –
– – –
–
FIGURA 1-17 Conductor que se mueve en
presencia de un campo magnético.
l
× ×
v
× ×
× ×
1.7 VOLTAJE INDUCIDO EN UN CONDUCTOR QUE SE
MUEVE EN UN CAMPO MAGNÉTICO
Hay una tercera forma importante de interacción entre un campo magnético y
su alrededor. Si un alambre conductor orientado de manera adecuada se desplaza
a través de un campo magnético, se induce un voltaje en él. Esta idea se
ilustra en la figura 1-17. El voltaje inducido en el alambre está dado por
e ind 5 (v 3 B) • l (1-45)
donde
v 5 velocidad del alambre
B 5 vector de densidad de flujo magnético
l 5 longitud del conductor en el campo magnético
El vector l apunta hacia el extremo del alambre que forma el ángulo más pequeño con respecto al
vector v 3 B. El voltaje en el alambre se inducirá de modo que su extremo positivo esté en la dirección
del vector v 3 B. Los siguientes ejemplos ilustran este concepto.
EJEMPLO 1-8
La figura 1-17 muestra un conductor que se mueve en presencia de un campo magnético a una velocidad de
5.0 m/s hacia la derecha. La densidad de flujo es de 0.5 T dirigida hacia la página, y el alambre tiene 1.0 m
de longitud, el cual se orienta según se observa en la figura 1-17. ¿Cuáles son la magnitud y la polaridad
del voltaje inducido resultante?