Flashcards: Inducció electromagnètica

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Fórmula del flux magnètic a través d'una superfície?

   $\Phi = BS\cos\theta$, amb $\theta$ l'angle entre el camp i la normal (la perpendicular) a la superfície.

2. 2. En quina unitat es mesura el flux magnètic?

   En webers (Wb): $1\ \mathrm{Wb} = 1\ \mathrm{T\,m^2}$.

3. 3. Error típic: si el camp és perpendicular al pla de l'espira, quant val el flux?

   És màxim, $\Phi = BS$: el camp és paral·lel a la normal, $\theta = 0$ i $\cos\theta = 1$. L'angle sempre es pren respecte de la normal, no del pla.

4. 4. Quant val el flux si el camp és paral·lel al pla de l'espira?

   Zero: $\theta = 90^\circ$ respecte de la normal i $\cos\theta = 0$. Cap línia de camp no travessa l'espira.

5. 5. De quines tres maneres pot canviar el flux a través d'una espira?

   Canviant el camp $B$ (acostant un imant), l'àrea $S$ (l'espira es deforma o entra en una zona de camp) o l'angle $\theta$ (l'espira gira).

6. 6. Quina condició cal perquè s'indueixi corrent en una espira?

   Que el flux canviï. Un imant quiet o un camp constant a través d'una espira fixa donen $\Delta\Phi = 0$ i cap corrent induït.

7. 7. Què diu la llei de Faraday?

   Quan el flux a través d'un circuit varia, s'hi indueix una força electromotriu $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$, amb $N$ el nombre d'espires de la bobina.

8. 8. De què depèn la força electromotriu induïda: del valor del flux o de com canvia?

   De la rapidesa amb què canvia el flux, no del seu valor. El mateix canvi fet deu vegades més a poc a poc indueix una fem deu vegades més petita.

9. 9. Error típic en calcular la fem d'una bobina. Quin és?

   Oblidar el nombre d'espires $N$. La fem és $\varepsilon = -N\,\Delta\Phi/\Delta t$: amb 100 espires és 100 vegades la d'una sola.

10. 10. Què diu la llei de Lenz?

    El corrent induït sempre s'oposa al canvi de flux que el provoca. És el signe menys de la llei de Faraday.

11. 11. Segons Lenz, quin camp crea el corrent induït si el flux augmenta? I si disminueix?

    Si augmenta, un camp de sentit contrari al camp extern, per frenar l'augment. Si disminueix, un camp del mateix sentit que l'extern, per intentar mantenir el flux.

12. 12. Acostes el pol nord d'un imant a una espira. Com reacciona el corrent induït?

    La cara de l'espira que mira l'imant es comporta com un pol nord: el repel·leix i en frena l'acostament.

13. 13. Per què el corrent induït s'oposa al canvi i no l'afavoreix?

    Per la conservació de l'energia: si l'afavorís, el canvi s'alimentaria sol i s'obtindria energia del no-res.

14. 14. Primer pas d'un problema típic de fem induïda?

    Calcular el flux inicial i el final amb $\Phi = BS\cos\theta$. Després s'aplica $\varepsilon = -N\,\Delta\Phi/\Delta t$ amb $\Delta\Phi = \Phi_{\mathrm{final}} - \Phi_{\mathrm{inicial}}$.

15. 15. Com es calcula el corrent induït un cop tens la fem?

    Amb la llei d'Ohm: $I = \varepsilon/R$, on $R$ és la resistència total del circuit. La fem es comporta com qualsevol generador.

16. 16. Per què una espira que gira dins d'un camp magnètic produeix corrent altern?

    L'angle entre el camp i la normal canvia contínuament, el flux puja i baixa com un cosinus i la fem induïda canvia de valor i de signe: és sinusoïdal.

17. 17. Què és un generador o alternador?

    Una bobina que gira dins d'un camp magnètic, moguda per aigua, vapor o vent. Converteix energia mecànica en energia elèctrica.

18. 18. Què és el corrent altern i quina freqüència té a Europa?

    Un corrent que canvia de sentit periòdicament, moltes vegades per segon. A Europa, $50\ \mathrm{Hz}$.

19. 19. Com funciona un transformador?

    Dues bobines (primària i secundària) acoblades pel mateix nucli de ferro. El flux altern del primari canvia contínuament i indueix una fem al secundari. Per això només funciona amb corrent altern.

20. 20. Fórmula de la relació de tensions d'un transformador?

    $\dfrac{V_p}{V_s} = \dfrac{N_p}{N_s}$: les tensions estan en la mateixa proporció que els nombres d'espires.

21. 21. Quan un transformador és elevador i quan és reductor?

    Elevador si el secundari té més espires que el primari; reductor si en té menys. La bobina amb més espires sempre té més tensió.

22. 22. Un transformador ideal divideix la tensió per 20. Què li passa al corrent?

    Es multiplica per 20: en un transformador ideal la potència no canvia. No regala energia, només la canvia de forma.

23. 23. Per què l'electricitat es transporta a molt alta tensió?

    Perquè, per a la mateixa potència, el corrent és més petit i es perd menys energia per efecte Joule als cables. Després els transformadors la baixen fins a $230\ \mathrm{V}$.