Ejercicio resuelto de Campo electromagnético · Física · 2022

Cuatro espiras rectangulares se desplazan en dirección horizontal, hacia la derecha, en una región en la que existe un campo magnético uniforme perpendicular al papel y dirigido hacia fuera. En un determinado instante se encuentran en las posiciones que se observan en la figura. Justifique, para cada una, si en ese instante circula una corriente eléctrica inducida y, en caso afirmativo, explique y represente su sentido.

Por la ley de Faraday y Lenz, solo aparece corriente inducida si el flujo a través de la espira CAMBIA con el tiempo:

$\varepsilon=-\dfrac{d\Phi}{dt}\qquad \Phi=B\,S_{\text{dentro del campo}}$

Como el campo es uniforme y no varía, lo único que puede cambiar el flujo es la superficie de la espira que queda dentro de la región. Se analizan las cuatro:

$\textbf{Espira que entra por la izquierda.}$ Cada vez hay más superficie dentro del campo, así que el flujo saliente AUMENTA. La corriente inducida circula en el sentido que crea dentro de la espira un campo entrante, para oponerse a ese aumento: en SENTIDO HORARIO.

$\textbf{Espira completamente dentro.}$ Toda su superficie está en la región y el campo es uniforme, de modo que el flujo no cambia al desplazarse. NO hay corriente inducida.

$\textbf{Espira que sale por la derecha.}$ La superficie dentro del campo DISMINUYE y el flujo saliente también. La corriente inducida crea dentro de la espira un campo saliente para compensarlo: en SENTIDO ANTIHORARIO.

$\textbf{Espira que asoma por el borde superior.}$ Se mueve en horizontal, y el borde que atraviesa es horizontal: la parte de espira que queda dentro del campo es siempre la misma. El flujo no cambia y NO hay corriente inducida.

En resumen, solo circula corriente en las dos espiras que atraviesan un borde vertical de la región, y lo hacen en sentidos contrarios: horario en la que entra y antihorario en la que sale.