PAU Física 2015 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 5 (Opció B)

P5) En una zona de l’espai hi ha un camp magnè­ tic uniforme de 0,40 T. En aquesta regió hi ha una espira circular de 200 cm2 d’àrea que gira a 191 rpm (revolucions per minut), tal com indica la figura. a) Si en l’instant inicial el camp magnètic és per­ pendicular al pla de l’espira, expresseu l’equa­ ció del flux magnètic que travessa l’espira en funció del temps. b) Quina és la força electromotriu (FEM) màxima generada per l’espira?

El flux magnètic es calcula a partir del producte escalar dels dos vectors, camp magnètic i vector superfície.   0,1    B A 0,5 = En aquest cas el vector superfície canvia amb el temps i el flux magnètic és:      cos    . Si en l’instant inicial el camp t BA t magnètic és perpendicular al pla de l’espira, el flux serà   màxim en aquest instant  0,1 cos     1      0    0 t t Per tant:   t 0,3   cos  t BA 0,1  2  10 2 2  0,2  10  2 2 A cm m 2  1 min revol rad 0,1   191    20 0, / rad s min 1 60s revol ó   Wb   t 0,3   8  10  3 cos 20   8  10  3 ( ) cos 20 t Wb t t b)  d t 0,2    dt    0,2      sin    sin  t BA t BA t 0,2 La FEM és màxima quan el sinus val 1;    BA max 0,4   ,0 40  0,2  10  2  20 0,  .0 16 V max