Una Espira Circular De 5 Cm De Radi Gira Al Voltant D’un Eix Vertical A Una Velocitat Angular Constant De 120 Rpm Dins D’un Camp Magnètic Uniforme De 0,1 T. En L’instant T = 0 S El Pla De L’espira És Perpendicular Al Vector Inducció Magnètica B.

Introducció

La física dels camps magnètics és un camp d'estudi que s'ocupa de l'estudi de les propietats i comportaments dels camps magnètics. En aquest context, una espira circular que gira al voltant d'un eix vertical en un camp magnètic uniforme és un exemple clàssic de la inducció electromagnètica. En aquest article, explorarem les propietats de l'espira circular i com es veu afectada per el camp magnètic uniforme.

Velocitat angular i camp magnètic

La velocitat angular de l'espira circular és de 120 rpm, que es pot convertir a rad/s per a una millor comprensió. La fórmula per convertir rpm a rad/s és:

$$\omega = \frac{2\pi N}{60}$$

on $N$ és la velocitat angular en rpm. En aquest cas, obtenim:

$$\omega = \frac{2\pi \cdot 120}{60} = 12,57 \, \text{rad/s}$$

El camp magnètic uniforme és de 0,1 T, que és un valor relativament baix. Aquest valor és suficient per produir una força electromotriu (EMF) en l'espira circular.

Inducció electromagnètica

La inducció electromagnètica és el fenomen pel qual un camp magnètic canviant produeix una força electromotriu en un conductor. En aquest cas, l'espira circular és el conductor i el camp magnètic uniforme és el camp canviant. La fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un conductor circular és:

$$\mathcal{E} = \frac{1}{2} \omega B R^2$$

on $R$ és el radi de l'espira circular. En aquest cas, obtenim:

$$\mathcal{E} = \frac{1}{2} \cdot 12,57 \, \text{rad/s} \cdot 0,1 \, \text{T} \cdot (0,05 \, \text{m})^2 = 0,00396 \, \text{V}$$

Pla de l’espira i vector inducció magnètica

En l'instant $t = 0$ s, el pla de l'espira és perpendicular al vector inducció magnètica $B$. Aquesta condició és important per a la inducció electromagnètica, ja que la força electromotriu induïda depèn de la inclinació del pla de l'espira respecte al vector $B$.

Conclusió

En aquest article, hem explorat les propietats de l'espira circular que gira al voltant d'un eix vertical en un camp magnètic uniforme. Hem calculat la força electromotriu induïda en l'espira circular i hem analitzat la influència del pla de l'espira respecte al vector inducció magnètica. Aquest exemple clàssic de la inducció electromagnètica és important per a la comprensió dels principis bàsics de la física dels camps magnètics.

Aplicacions pràctiques

La inducció electromagnètica té moltes aplicacions pràctiques en la vida diària. Alguns exemples inclouen:

• Generadors elèctrics: els generadors elèctrics utilitzen la inducció electromagnètica per convertir la energia mecànica en energia elèctrica.
• Motors elèctrics: els motors elèctrics utilitzen la inducció electromagnètica per convertir la energia elèctrica en energia mecànica.
• Transformadors elèctrics: els transformadors elèctrics utilitzen la inducció electromagnètica per canviar la tensió elèctrica en un circuit.

Bibliografia

• Jackson, J. D. (1999). Classical Electrodynamics. John Wiley & Sons.
• Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics. Pearson Education.
• Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2018). Physics for Scientists and Engineers. Cengage Learning.

Enllaços externs

• National Institute of Standards and Technology (NIST). (2022). Electromagnetic Induction.
• HyperPhysics. (2022). Electromagnetic Induction.

Nota

Aquest article és una versió resumida de la física dels camps magnètics i la inducció electromagnètica. Si voleu obtenir més informació sobre aquest tema, recomanem que feu una cerca en llibres de física o en recursos en línia.

Preguntes i Respostes sobre Inducció Electromagnètica

La inducció electromagnètica és un fenomen important en la física dels camps magnètics. En aquest article, resumirem les preguntes i respostes més comunes sobre aquest tema.

Q: Què és la inducció electromagnètica?

A: La inducció electromagnètica és el fenomen pel qual un camp magnètic canviant produeix una força electromotriu en un conductor.

Q: Què és un conductor?

A: Un conductor és un material que permet la circulació de càrregues elèctriques. Els conductors comuns inclouen el metall, el vidre i el plàstic.

Q: Què és un camp magnètic?

A: Un camp magnètic és un camp que produeix una força sobre els objectes magnètics. Els camps magnètics són causats per la presència de càrregues elèctriques en moviment.

Q: Què és la velocitat angular?

A: La velocitat angular és la velocitat amb què un objecte gira al voltant d'un eix. La velocitat angular es mesura en rad/s.

Q: Què és la força electromotriu?

A: La força electromotriu (EMF) és la força que produeix un camp elèctric en un conductor. La EMF es mesura en volts.

Q: Què és la inducció electromagnètica en un conductor circular?

A: La inducció electromagnètica en un conductor circular és el fenomen pel qual un camp magnètic canviant produeix una força electromotriu en un conductor circular.

Q: Què és la fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un conductor circular?

A: La fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un conductor circular és:

$$\mathcal{E} = \frac{1}{2} \omega B R^2$$

on $R$ és el radi del conductor circular.

Q: Què és la velocitat angular en rpm?

A: La velocitat angular en rpm (revolucions per minut) és la velocitat amb què un objecte gira al voltant d'un eix en revolucions per minut.

Q: Què és la fórmula per convertir rpm a rad/s?

A: La fórmula per convertir rpm a rad/s és:

$$\omega = \frac{2\pi N}{60}$$

on $N$ és la velocitat angular en rpm.

Q: Què és la inducció electromagnètica en un camp magnètic uniforme?

A: La inducció electromagnètica en un camp magnètic uniforme és el fenomen pel qual un camp magnètic uniforme produeix una força electromotriu en un conductor.

Q: Què és la fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un camp magnètic uniforme?

A: La fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un camp magnètic uniforme és:

$$\mathcal{E} = \frac{1}{2} \omega B R^2$$

on $R$ és el radi del conductor circular.

Q: Què és la inducció electromagnètica en un pla perpendicular al vector inducció magnètica?

A: La inducció electromagnètica en un pla perpendicular al vector inducció magnètica és el fenomen pel qual un camp magnètic canviant produeix una força electromotriu en un conductor en un pla perpendicular al vector inducció magnètica.

Q: Què és la fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un pla perpendicular al vector inducció magnètica?

A: La fórmula per calcular la força electromotriu induïda en un pla perpendicular al vector inducció magnètica és:

$$\mathcal{E} = \frac{1}{2} \omega B R^2$$

on $R$ és el radi del conductor circular.

Bibliografia

• Jackson, J. D. (1999). Classical Electrodynamics. John Wiley & Sons.
• Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics. Pearson Education.
• Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2018). Physics for Scientists and Engineers. Cengage Learning.

Enllaços externs

• National Institute of Standards and Technology (NIST). (2022). Electromagnetic Induction.
• HyperPhysics. (2022). Electromagnetic Induction.

Nota

Aquest article és una versió resumida de les preguntes i respostes més comunes sobre la inducció electromagnètica. Si voleu obtenir més informació sobre aquest tema, recomanem que feu una cerca en llibres de física o en recursos en línia.