FEM inducida en una espira girando dentro de un campo
Cuando una o varias espiras giran dentro de un campo magnético de forma que el flujo varíe junto con la variación del ángulo sobre el eje, se induce una fuerza electromotriz que puede calcularse como:
E = Fuerza electromotriz inducida [V]
N = Número de espiras [sin unidad]
B = Campo magnético [T]
A = Área de la espira [m2]
ω = Velocidad angular = 2 π f [rad/s]
t = Instante de tiempo [s]
Debido a que la tensión inducida es de forma senoidal se deja t para poder reemplazarlo por un tiempo y obtener el valor instantáneo en ese momento.
Este es el principio de funcionamiento de los generadores de corriente alterna. Los mismos están compuestos por una parte fija que llamada estator y otra móvil llamada rotor, que gira dentro del estator. El estator genera un campo magnético a través del cual giran espiras que se encuentran en el rotor sobre las que se induce la corriente.
Ejemplo
Una arrollamiento de 10 espiras de 10 x 20 cm gira dentro de un campo magnético de 1 tesla a 3000 RPM. Calcular la FEM inducida.Primero calculamos la velocidad angular. Para eso, lo que hay que hacer es pasar de RPM (revoluciones por minuto) a RPS (revoluciones por segundo), por lo tanto dividimos las RPM por 60.
La frecuencia será de 50 Hz, por lo tanto la velocidad angular se calcula como:
La superficie de cada espira se calcula como:
Aplicamos la formula de fuerza electromotriz inducida:
La fuerza electromotriz inducida se representa con la siguiente expresión:
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