Corriente y Potencia Obtenida de un Voltaje Generado

Cuando se mueve un conductor a través de un campo magnético, se generará una fem inducida. Esto es un ejemplo de la ley de Faraday y surge de la fuerza magnética. Abajo se calcula el voltaje generado en un segmento de cable, suponiendo que todo el cable se mueve a través de un campo uniforme.

Interacciones Magnéticas con la Carga
Aplicaciones de Fuerza Magnética

Si la velocidad es perpendicular al campo magnético, entonces el voltaje generado esta dado por el producto simple:

Voltaje generado = fem = Velocidad x Campo B x Longitud

Para un cable de longitud L = m = x 10^ m
moviéndose con velocidad v= x 10^ m/s
perpendicular al campo magnético B = Tesla = Gauss
el voltaje generado es V = x 10^ V.
Si el ángulo entre la velocidad y el campo magnético es grados
el voltaje generado es V = x 10^ V.

Se puede introducir datos en cualquiera de los campos. Cuando finalice de introducir los datos, haga clic sobre la cantidad que desee calcular en la fórmula activa de arriba. Las cantidades no se forzarán a ser consistentes hasta hacer clic sobre una elección. Se pueden cambiar todos los parámetros, pero se entrarán valores por defecto para aquellos sin especificar.

Una vez calculado el voltaje generado, una consiguiente pregunta razonable es "¿cuanta corriente y potencia puedo conseguir del generador?". Incluso aunque esta geometría de generador no sea práctica, nos puede servir como una idealización en el estudio de los principios de la generación de voltaje por interacción con un campo magnético. Tomando esta geometría simple, la corriente eléctrica generada en amperios en el cable moviéndose a través del campo magnético, estará determinada por la resistencia del circuito al cual está conectado. Usando la ley de Ohm, I = V/R. Si generas 10 voltios y lo conectas a un circuito de 1 ohmio de resistencia, la corriente resultante será de 10 amperios y la potencia entregada será P = VI = 10 voltios x 10 amperios = 100 vatios (ver la fórmula de potencia). Pero no se da tal cosa como una comida gratis y tendrás que empujar con mas fuerza para mover el cable a esa velocidad a través del campo magnético. En esencia estamos ante un negociado entre la energía mecánica y la energía eléctrica, que está limitado en todo momento por el principio de conservación de la energía. Tendrás que poner (al menos) 100 vatios de potencia mecánica de empuje para obtener 100 vatios de potencia eléctrica disponible a la salida. En la práctica los generadores usan casi siempre una geometría de bobina rotatoria, y los generadores a gran escala a veces usan algo así como una turbina de vapor o turbina de agua, para hacer girar la bobina de cable dentro del campo magnético, consiguiendo que se genere el voltaje sobre ambos lados de la bobina giratoria.

Si el generador de arriba se conectase a un circuito de resistencia R = ohmios,

la corriente eléctrica sería I = V/R = amperios para una velocidad perpendicular a B.

La potencia suministrada al circuito sería P= VI = vatios.

En el caso ideal en que no hay pérdidas, la potencia mecánica necesaria P = Fv para empujar el cable a través del campo magnético, sería igual a la potencia eléctrica. Para la velocidad arriba establecida, la fuerza necesaria está dada por

Fuerza necesaria mínima ideal:

F = P/v = newtons = libras.

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Fuerza Electromagnética

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