Esta hoja didáctica cubre temas seleccionados de HL para el curso cuya primera evaluación fue en 2025; no constituye todo el programa.
Requisitos previos: leer las cantidades y unidades indicadas, y aplicar aritmética y las condiciones del modelo siguientes.
Los ejemplos son originales y ficticios: no son mediciones reales ni investigaciones estudiantiles reales.
19.2
Campos, motores e inducción
¿Qué explicaría esta observación?
Un imán junto a un cable no siempre produce una corriente. Una fuerza electromotriz inducida depende del cambio en el enlace de flujo magnético.
Construya el modelo
Un campo describe un efecto de fuerza en posiciones del espacio.
Un conductor con corriente en un campo magnético puede experimentar una fuerza.
La inducción electromagnética ocurre cuando cambia el enlace de flujo magnético.
Inducción: Creación de una fem mediante cambio en el enlace de flujo.
Transformador: Dispositivo que transfiere energía entre bobinas mediante cambio de flujo.
Vs/Vp = Ns/Np: 200 vueltas a 50 vueltas reducen 12 V a 3 V (ideal)
Elija evidencias que puedan probarlo
Cambios en la intensidad del campo, área de la bobina, orientación o movimiento relativo pueden alterar el enlace de flujo.
La ley de Lenz describe un efecto inducido que se opone al cambio que lo produce, consistente con la conservación de la energía.
En el laboratorio: Usa una bobina y un medidor sensible para comparar el movimiento del imán en cada dirección. Registra que una configuración estacionaria no genera señal inducida. Utiliza fuentes de bajo voltaje aprobadas para demostraciones de motores.
Trabaje desde cantidades conocidas
Datos conocidos: un transformador tiene 200 espiras primarias, 50 espiras secundarias y 12 V de tensión primaria.
Para un transformador ideal, Vs/Vp = Ns/Np.
Vs = Vp × Ns / Np = 12 × 50 / 200 = 3.0 V.
Los transformadores reales también disipan energía.
Tu turno: Un transformador ideal tiene Np=400, Ns=100 y Vp=20 V. Encuentra Vs.
Verifique la conclusión y sus límites
Un transformador necesita un flujo magnético variable; una entrada de CC constante no proporciona acción transformadora continua.
La dirección del campo magnético no es necesariamente la dirección de la fuerza.
No es cierto: Una entrada de CC constante produce una acción transformadora ideal continua. Un transformador funciona por inducción electromagnética, lo que requiere un flujo variable. La CC constante produce un flujo constante, por lo que después del breve cambio al encenderse no hay fem inducida ni acción transformadora continua.
Clave:
Un campo describe un efecto de fuerza en posiciones del espacio.
Cambios en la intensidad del campo, área de la bobina, orientación o movimiento relativo pueden alterar el enlace de flujo.
Presta atención: Un transformador necesita un flujo magnético variable; una entrada de CC constante no proporciona acción transformadora continua.
Escribir desde un voltaje secundario de 8 V
Un transformador ideal tiene 250 espiras primarias, 100 espiras secundarias y un voltaje primario de 20 V.
Encuentre el voltaje secundario. Una entrada DC constante no mantiene funcionando un transformador ideal.
Escribir desde un doblezamiento de Faraday
El enlace de flujo de una bobina se duplica, ya sea duplicando B o orientando la bobina hacia el campo.
La fem inducida depende de la VELOCIDAD DE CAMBIO del enlace — un enlace duplicado pero luego constante no induce nada después del cambio.
Escribir desde una dirección de Lenz
El polo norte de un imán se acerca a una bobina.
La cara cercana se vuelve norte, repeliendo el acercamiento — la ley de Lenz es la conservación de energía con una convención de signos.
