2 bobinas circulares

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

Como tu razonamiento está prescindiendo del manejo del flujo estás aplicando la ley de Lenz.

El campo que aparece en la espira II no procede de la inducción; será el que causa la inducción. Permíteme que en este caso te cuente cómo hago el razonamiento para aplicar la ley de Lenz y ver cómo es el efecto de la inducción.

Como bien has dicho, en la espira II el cambio que se ha producido ha sido de "no hay campo" a "hay un campo magnético saliente". De acuerdo con la ley de Lenz la corriente inducida (y la fem -espero que esto haya quedado claro de antes-) tendrá el sentido de oponerse a esa variación.

Veamos las dos únicas posibilidades que hay:

• La corriente en II tiene sentido antihorario (como has dicho -verás que no es correcto-); entonces, la corriente inducida creará un nuevo campo cuyo sentido en el interior de la espira será saliente (regla de la mano derecha). Pero eso no es oponerse al cambio que se ha producido! Permíteme que ponga un ejemplo amargo que estamos viviendo en España (y que por desgracia ha sucedido antes en otros lugares del mundo): la gente ha pasado de tener dinero a no tenerlo; si el gobierno les quita más dinero no se está oponiendo al cambio, sino que lo está reforzando. La espira ha pasado de no hay campo a hay uno saliente; si crea otro que también es saliente se estaría reforzando el cambio, en vez de oponerse a él.
• La corriente en II tiene sentido horario: entonces la corriente inducida creará un nuevo campo que será entrante. Éste sí se opone al cambio de "no hay campo" a "hay campo saliente". El gobierno entrega dinero a la gente (en vez de a los bancos y a los ladrones de guante blanco): se opone al cambio. El campo tiene sentido contrario del cambio que se ha producido.

Una vez que tenemos claro que la corriente inducida tendrá sentido horario es fácil ver cómo será la fem inducida: si recorremos la espira II en sentido horario entonces será positiva; si lo hacemos en sentido antihorario será negativa.

(Recuerda que la fem es un concepto con signo, dependiendo éste únicamente de cómo elijamos recorrer el circuito).

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

ahhh ahi un poco mas entendi...pasa que no comprendia la ley de Lenz entonces la ley de lenz dice que la corriente inducida en una espira produce un campo que se opone al cambio en el flujo
Asumiendo esto coincido con tu razonamiento y veo que como decias esta forma es sencilla e inmediata.
Sin embargo esto que ocurre o sea lo que afirma la ley de Lenz es algo que puedo asumir como verdad porque lo dijo Lenz o tengo que entender el porque? no me doy cuenta porque esto debe ser asi como dice Lenz

Por ultimo pero basante importante creo que no me quedo claro todavia lo de la fem y corriente , por ejemplo dijiste :

"Una vez que tenemos claro que la corriente inducida tendrá sentido horario es fácil ver cómo será la fem inducida: si recorremos la espira II en sentido horario entonces será positiva; si lo hacemos en sentido antihorario será negativa"

Entiendo que una fem produce una corriente. Tambien entiendo que la corriente tiene sentido horario o antihorario y que la fem es postivia o negativa.
Pero que es una fem positiva? o una negativa? o sea una corriente en sentido horario se que es una flecha que la dibujo de forma que recorra la espira como las agujas de un reloj. No logro ver la relacion que hay entre la fem y la corriente.

Por ejemplo habiamos concluido con la ley de Lenz que la corriente inducida en la espira 2 tiene sentido horario. Ahora como esta informacion me ayuda a saber si la fem sera positiva o negativa? hay alguna regla como por ejemplo :

- si corriente en sentido horario entonces fem positiva
- si corriente en sentido antihorario entonces fem negativa

si esto es verdad porque es asi?

La relacion que yo conozco es entre la fem y el flujo, NO entre la corriente y la fem. O sea diria que como el flujo aumento (ya que no habia flujo y despues aparecio un campo saliente ) entonces por ley de faraday la fem tiene que ser negativa. Pero esto seria razonando usando la otra propuesta que me decias no? si es asi esta propuesta la quiere ver despues de comprender la de Lenz

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

lo que afirma la ley de Lenz es algo que puedo asumir como verdad porque lo dijo Lenz o tengo que entender el porque?

Si no recuerdo mal, la ley de Lenz sí tiene un porqué y es la no violación de la conservación de la energía. De todos modos no pasará nada si la tomas como una ley básica. Bien, en realidad, la ley de Lenz es tan solo el signo menos de la ley de Faraday, con lo que debería decir que puedes tomar la ley de Faraday-Lenz como si fuese una ley básica.

Pero que es una fem positiva? o una negativa?

La fem se puede definir como el *aumento* en el potencial que se produce al atravesar un generador. Pero el signo de este aumento dependerá sólo de qué sentido se *elija* para recorrer el circuito. En otras palabras: imagínate que tienes una pila de 1,5V en un circuito. Si eliges un recorrido que pase por la pila la fem será de +1,5 V si se entra en ella por el polo - y se sale por el +; si la *elección* es justo al revés y se entra por el polo + y se sale por el - la fem será de -1,5 V.

Como ves estoy insistiendo mucho en que el signo de la fem depende sólo de una elección que, como todas, haremos arbitrariamente.

Análogamente, en este ejercicio podemos elegir cómo recorreremos la espira II, lo que condicionará el signo de la fem inducida en ella.

Quizá la mejor manera de que veas lo que te dije en el post anterior es que la corriente en II tiene un sentido concreto: horario. Si imaginamos que tenemos en II un montón de pequeñas pilas (correspondientes en su conjunto con la fem inducida), deberán estar orientadas de manera que al recorrer la espira II en sentido horario entremos en cada una de ellas por el polo - y salgamos por el +.

como el flujo aumento (ya que no habia flujo y despues aparecio un campo saliente) entonces por ley de faraday la fem tiene que ser negativa

Sólo podremos decir que el flujo aumentó si los vectores superficie apuntan hacia fuera del papel (lo que equivale a elegir recorrer II en sentido antihorario). En tal caso, como el producto $\vec B_I\cdot\dd\vec S_{II}>0$ el flujo ciertamente habrá aumentado, al pasar de 0 a un número positivo. Conclusión: la fem es negativa (como ves, llegamos a la misma conclusión de antes).

Pero nada nos impide elegir recorrer la espira II en sentido horario: entonces los vectores superficie apuntarán hacia dentro y el producto escalar $\vec B_I\cdot\dd\vec S_{II}$ será negativo (los ángulos entre ambos vectores son mayores de 90º: los B salen -aproximadamente- del papel, mientras que los dS entran). En tal caso, el flujo habrá disminuido, al pasar de 0 a un valor negativo. Conclusión: con esa manera de recorrer la espira la fem es positiva.

Comentaré que, en realidad, con este análisis acabamos de resolver esta parte del ejercicio usando la ley de Faraday, que era la segunda manera que te proponía antes. Por supuesto, la conclusión es la misma que usando sólo la ley de Lenz.

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

perdon pero sigo sin entender....o sea entendi casi todo lo que escribiste pero no logro relacionar las cosas....insisto en que no entiendo como darme cuenta del signo de la fem dependiendo de como circule la corriente.....

Vos me decis que el sentido de la fem se obtiene de como se recorre la espira, y la espira justamente hay que recorrerla en el sentido de la corriente no?

Entonces vale esto que dije antes?

- si corriente en sentido horario entonces fem positiva
- si corriente en sentido antihorario entonces fem negativa

o no siempre es asi?

Yo veo que no puedo elegir como recorrer la espira, porque no puedo elegir si la corriente es en setido horario o antohorario sino que ya dijismos que va a ser en sentido horario , entoncfes hay una relacion entre el sentido de la corriente y el signo de la fem? o esto son 2 cosas indepentientes?
A todo esto ya me perdi un poco igual en el porque necesito saber esto para resolver el ejercicio...

La forma de resolverlo con la ley de Faraday la quiero analizar luego de entender esta forma que es usando la ley de Lenz que aun no termino de comprender

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

Hay varios conceptos en electricidad que dependen de cómo se quiera hacer un recorrido mental del circuito. Consideremos este ejemplo, que sería una simple pila en un circuito de corriente continua:

No importa cómo circule la corriente, sino cómo hagamos el recorrido. Si lo hacemos de derecha a izquierda la fem será positiva, si lo hacemos de izquierda a derecha será negativa.

Y esto no sólo le sucede a la fem, también la intensidad de corriente es un concepto cuyo signo dependerá de cómo se haga el recorrido mental del circuito: si elegimos el mismo sentido que tiene la corriente la intensidad será positiva, si elegimos ir a contracorriente será negativa.

Por tanto, el signo de la fem y de la intensidad no dependen de cómo circule la corriente (enseguida matizo esto *) sino de la elección que hagas para recorrer el circuito mentalmente.

* El matiz es éste: por supuesto también cuenta el sentido de la corriente, como dije antes, del mismo modo que también cuenta cómo esté realmente situada la pila. Pero lo que trato de destacar es la elección sobre cómo recorrer mentalmente el circuito.

En resumen, cuando dices

- si corriente en sentido horario entonces fem positiva
- si corriente en sentido antihorario entonces fem negativa

debería decir

- si corriente en sentido horario y elegimos recorrer el circuito en sentido horario, entonces fem (e intensidad) positiva; pero si elegimos el sentido antihorario entonces la fem (y la intensidad) es negativa
- si corriente en sentido antihorario y elegimos recorrer el circuito en sentido horario, entonces fem (e intensidad) negativa; pero si elegimos el sentido horario entonces la fem (y la intensidad) es positiva

Terminaré insistiendo en que la elección del recorrido mental es *absolutamente crucial en los ejercicios de la ley de Faraday*, pues afecta al sentido de los vectores superficie, necesarios para el cálculo del flujo (se usa una regla de mano derecha: eliges cómo recorrer el circuito, y sitúas los cuatro dedos marcando ese sentido; los vectores superficie apuntarán como el pulgar).

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

entiendo el diagrama que hiciste....pero sigo sin poder relacionar eso con mi espira 2. o sea yo tengo un circulo con una flechita en sentido horario....entonces yo puedo decidir recorrer esa espira en sentido horario o antihorario no? supongamos que decido recorrer esa espira en sentido horario...entonces porque esto implica que la fem fue positiva? No tengo dibujada una fem en esa espira....como se sabe que la misma fue positiva?

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

OK. Recorramos la espira II en sentido horario. Es el sentido de la corriente inducida, tal como hemos obtenido a partir de la ley de Lenz. Por tanto, la intensidad es positiva y la fem también. ¿Cómo sé esto último? Pensando en la espira II como si fuese un circuito de corriente continua semejante a la espira I; para que la corriente tuviese el sentido horario la fem habría que ponerla de tal manera que al recorrer en sentido horario entraríamos por el polo - y saldríamos por el +.

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

ahhhhhhhhhhhh bueno ahora si!!! no se me ocurria imaginar eso como no veia los signos + y - no encontraba como darme cuenta

- - - Actualizado - - -

pero entonces si la corriente inducida hubiera sido en sentido antihorario y razono de manera analoga tengo que la fem es positiva o negativa? intengo razonarlo y no me doy cuenta

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

Si la corriente inducida hubiese sido en sentido antihorario la fem sería positiva si eligiésemos recorrer la espira en sentido antihorario y negativa si eligiésemos el recorrido en sentido horario.

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

bien....entonces si recorro la espira en el mismo sentido que la corriente la fem siempre sera positiva y si recorro la fem en sentido opuesto a la corriente la fem sera negativa?

PD: perdon que me esta costando entender esto, pero ya siento que me falta poquito para terminar de entenderlo

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

En estos ejercicios lo que dices es correcto. No te digo que lo es en todos porque en electricidad puede haber casos en los que no sea así (circuitos con varias mallas) o al menos habría que matizar bastante la afirmación.

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

Bueno mas tarde trato de aclarar bien las ideas de todo lo que hablamos en este hilo y tratar de armar la respuesta del ejercicio para que me quede mas claro todo pero creo que ya lo comprendo capaz leyendo todo de nuevo con paciencia e intentando escribir la respuesat completa aparecen nuevas dudas asi que mañana si podes volve a leer este hilo y te pregunto las nuevas dudas, por ejemplo ahora se me ocurre que esta corriene inducida que provoco un campo magnetico no provoca a su vez una corriente inducida en la espira 1? esto tambien lo tengo que decir en mi analisis?

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

No creo que te pidan que incluyas eso en tu análisis. Pero te felicito por tu perspicacia, pues has descubierto algo que sí sucede. De hecho, cuando nos centramos en los fenómenos de inducción entre dos circuitos como en este ejercicio sólo estamos prestando atención a la mitad de la película. Estoy seguro que más adelante tendrás que estudiar la inducción mutua. Pues bien, acabas de descubrirla por ti misma!

[LauraLopez]

Re: 2 bobinas circulares

Bueno ya lei de nuevo todo el hilo y creo que me quedo claro el poder explicar que ocurre en la espira II al cerrar el interruptor aplicando la ley de Lenz. BAsicamente seria que se induce una corriente en la espira II la cual sera en sentido horario y con respecto a la fem ,la misma va a depender de como decidamos recorrer la espira.

Ahora el siguiente paso es explicar lo mismo pero usando la ley de Faraday, que aca tengo problemas.....no entendi de la manera que me lo explicaste en el post 18. Como seria la explicacion?

A mi se me ocurre decir :

Tenemos un flujo creciente en direccion saliente al papel entonces se induce una corriente en sentido horario que provocara un campo entrante dentro de la espira que contrarresta la variacion del flujo magnetico. Pero creo que aca estoy nuevamente recurriendo a la ley de Lenz o no? no me queda claro como seria una explicacion usando la Ley de Faraday

Una vez que logre entender esto me faltaria para terminar el ejercicio explicar lo que sucede cuanod se abre el interruptor (de nuevo con las 2 formas posibles Lenz o Faraday) y finalmente la grafica que menciona el enunciado

[arivasm]

Re: 2 bobinas circulares

Sí, lo que has dicho es en realidad de nuevo la ley de Lenz.

Permíteme que escriba cómo resolvería la primera pregunta usando la ley de Faraday.

En primer lugar elijo una manera de recorrer la espira II. Voy a ser comodón: como el campo magnético es saliente en II elegiré el sentido antihorario para que, por la regla de mano derecha, los vectores superficie sean también salientes y entonces el flujo magnético a través de II causado por I sea positivo (pues el ángulo que formarán el campo magnético y los vectores superficie será menor de 90º y entonces el coseno que aparece en el producto escalar será positivo).

Dicho flujo es inicialmente 0 y tras cerrar el interruptor será un número positivo. Como a aumentado (en el sentido matemático de función creciente) su derivada será positiva. Luego por la ley de Faraday la fem inducida es negativa.

Pero recordemos, es negativa por la elección que hice para recorrer la espira II. Eso significa que la fem está orientada al revés de cómo he elegido el sentido. Pensando en términos de la ley de Ohm tendré una intensidad negativa si elegimos el sentido antihorario: luego la corriente inducida tiene sentido horario.

Si lo has entendido, analiza (y de nuevo te recomiendo los dos enfoques) qué sucederá mientras se mantiene cerrado el interruptor y finalmente qué sucederá en cuanto se abre. La gráfica saldrá inmediatamente en cuanto tengas las respuestas.