Ejercicio resuelto de Campo electromagnético · Física · 2025

El lado móvil de la espira rectangular de la figura, de longitud $a = 0{,}15\ \text{m}$, se mueve con una velocidad constante de $0{,}2\ \text{m s}^{-1}$ dentro de un campo magnético uniforme de módulo igual a $2\ \text{T}$ (saliente del papel, según el esquema). La resistencia eléctrica de la espira es igual a $50\ \Omega$.










Determine de forma razonada:

i) La fuerza electromotriz en valor absoluto. [0,75 puntos]

ii) El valor de la intensidad de corriente. [0,5 puntos]

iii) El sentido de la corriente inducida en la situación del esquema. Dibuje el campo inducido dentro de la espira. [0,25 puntos]

$\textbf{i) La fuerza electromotriz en valor absoluto. [0,75 puntos]}$

Al desplazarse el lado móvil, la superficie de la espira atravesada por el campo cambia, y con ella el flujo. Como el campo es perpendicular al plano de la espira, $\cos\theta=1$ y

$\Phi=B\,S=B\,a\,x$

siendo $x$ la posición del lado móvil. Aplicamos la ley de Faraday-Lenz:

$|\varepsilon|=\left|\dfrac{d\Phi}{dt}\right|=B\,a\,\dfrac{dx}{dt}=B\,a\,v$

$|\varepsilon|=2\cdot 0{,}15\cdot 0{,}2$

$|\varepsilon|=0{,}06\ \text{V}$

La fuerza electromotriz inducida es de $0{,}06\ \text{V}$, y se mantiene constante mientras la velocidad del lado móvil no cambie.

$\textbf{ii) El valor de la intensidad de corriente. [0,5 puntos]}$

Aplicamos la ley de Ohm a la espira, cuya resistencia da el enunciado.

$I=\dfrac{|\varepsilon|}{R}=\dfrac{0{,}06}{50}$

$I=1{,}2\cdot 10^{-3}\ \text{A}=1{,}2\ \text{mA}$

$\textbf{iii) El sentido de la corriente inducida en la situación del esquema. Dibuje el campo inducido dentro de la espira. [0,25 puntos]}$

Lo decide la ley de Lenz: la corriente inducida circula en el sentido que se opone a la variación del flujo que la produce.

El campo sale del papel y el lado móvil se aleja, con lo que la superficie de la espira aumenta y el flujo saliente también.

$S\uparrow \Rightarrow \Phi_{\text{saliente}}\uparrow$

Para oponerse a ese aumento, la corriente inducida debe crear dentro de la espira un campo que entre en el papel. Aplicando la regla de la mano derecha, ese campo lo produce una corriente que gire en el sentido de las agujas del reloj.



La corriente inducida circula en sentido horario y el campo magnético que crea dentro de la espira es entrante en el papel, opuesto al campo exterior.