Ejercicio resuelto de Campo electromagnético · Física · 2021

CUESTIÓN 4 - Interacción electromagnética










Una espira rectangular se sitúa en las cercanías de un hilo conductor rectilíneo de gran longitud, recorrido por una corriente eléctrica cuya intensidad aumenta con el tiempo. Razona por qué aparecerá una corriente en la espira, indica cuál será su sentido y enuncia la ley del electromagnetismo que explica este fenómeno.

La corriente eléctrica recta creará un campo a su alrededor cuyo módulo vendrá dado según la ley de Biot por:

$B=\frac{\mu I}{2\pi r}$





Además, y con la regla de la mano derecha, sabemos que las líneas del campo magnético serán entrantes en la espira. Por otro lado, y dado que nos dicen que la intensidad $I$ va en aumento, también aumentará con el tiempo el módulo $B$ del campo magnético.

Según la ley de Faraday, sobre la espira se inducirá una corriente si esta se ve sometida a una variación del flujo magnético que atraviesa como el flujo viene dado por $\mathrm{\Phi }=\vec{B}\cdot \vec{S}=BS\cos (\alpha )$, y acabamos de ver que $B$ aumenta con el tiempo, es obvio que el flujo varía, produciéndose por tanto la corriente inducida.

Para averiguar el sentido de la corriente inducida debemos acudir a la ley de Lenz que dice que el sentido de la corriente debe ser tal que sus efectos se opongan a la causa que la ha provocado.

En este caso, que $B$ aumente significa que el campo es cada vez más entrante, lo que implica que la corriente inducida tendrá que crear en el interior de la espira campo saliente que compense ese aumento de $B$.

Basta razonar con la regla de la mano derecha para ver que el sentido de la corriente inducida deberá ser antihorario.