Barra Conductora Que se Mueve en Campo Magnético

🔌 Generación de Electricidad por Movimiento en Campo Magnético

Física Práctica

🔄 Situación Física

Una barra conductora de 2.0 metros se mueve perpendicularmente a un campo magnético. Analizaremos los fenómenos electromagnéticos resultantes.

📋 Enunciado Completo

  • ▶ Longitud del conductor: \( L = 2.0\,\mathrm{m} \) (dirección \(+Z\))
  • ◼ Velocidad de movimiento: \( \vec{v} = 5\,\hat{i}\,\mathrm{m/s} \)
  • 🔵 Campo magnético: \( \vec{B} = 0.3\,\hat{j}\,\mathrm{T} \)
  • ⏳ Resistencia del circuito: \( R = 4\,\Omega \)

❓ Preguntas a Resolver

  1. ¿Qué fuerza electromotriz (FEM) se induce en el conductor?
  2. ¿Cuál es la dirección de la corriente generada?
  3. ¿Qué intensidad de corriente circula por el circuito?

🧠 Solución Detallada

🔋 Paso 1: Cálculo de la FEM Inducida

Usamos la fórmula vectorial:

\[ \mathscr{E} = (\vec{v} \times \vec{B}) \cdot \vec{L} \]
\[ \begin{align*} \vec{v} \times \vec{B} &= (5\,\hat{i}) \times (0.3\,\hat{j}) \\ &= 1.5\,\hat{k} \\ \mathscr{E} &= (1.5\,\hat{k}) \cdot (2.0\,\hat{k}) \\ &= \boxed{3.0\,\mathrm{V}} \end{align*} \]

🧭 Paso 2: Dirección de la Corriente

Aplicando la regla de la mano derecha:

  • 👆 Pulgar: Dirección de \(\vec{v}\) (\(+X\))
  • 👉 Índice: Dirección de \(\vec{B}\) (\(+Y\))
  • 🖖 Medio: Fuerza electromotriz (\(+Z\))

Resultado: La corriente circula desde el extremo superior (+Z) hacia el inferior (-Z) de la barra.

⚡ Paso 3: Intensidad de Corriente

Aplicamos la Ley de Ohm:

\[ I = \frac{\mathscr{E}}{R} = \frac{3.0\,\mathrm{V}}{4\,\Omega} = \boxed{0.75\,\mathrm{A}} \]

🌍 Aplicaciones Tecnológicas

🚄
Frenos magnéticos en trenes bala
🏥
Equipos de diagnóstico médico MRI
🔋
Cargadores inalámbricos modernos

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