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fech
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 03 Jun 2009
Mensajes: 95
Ubicación: Martinez
Carrera: Industrial
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Hola nuevamente a todos, estoy con una gran duda. No encuentro la respuesta por ningún lado.
Si hay un flujo de campo magnético variable, entonces se induce una fem, haya conductor o dieléctrico o aire.
Ahora, si nos piden la diferencia de potencial (por ejemplo de una varilla), y la varilla es conductora, entonces ΔV = fem. Pero y si tenemos una varilla dieléctrica?
Si alguien me puede explicar cómo es el fenómeno física y cuál sería esa tensión pedida lo agradecería mucho.
Gracias!
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koreano
Nivel 9
Registrado: 15 Jul 2010
Mensajes: 1796
Carrera: No especificada
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Martínez? Nos juntamos a charlarlo? :'D
Augh, justo el caso de la varilla es el peor (circuito no cerrado) porque llegado equilibrio se induce un campo electrostático (con su propio potencial electrostático) que hace que el campo total (sin potencial electrostático) en la varilla sea 0 pero afuera no. Esto trae problemas porque circulando por lados distintos llegás a respuestas distintas. No tenés circuito, no podés hablar de FEM (porque no podés 'elegir' entre el campo electrostático y el inducido) y no podés hablar de potencial. Aparte, el campo inducido necesita un circuito cerrado para hablar de FEM inducida, si usás la regla del flujo para la ley de Faraday.
Lo que se induce en principio no es una FEM, es un campo eléctrico. Trabajar con el concepto de FEM es conveniente para análisis circuital, pero si querés estudiar polarización y dieléctricos, tenés que usar la ley de Faraday integral, tomando el campo eléctrico.
Por otro lado, hablar de diferencias de potencial para campos no electrostáticos es un tema complicado porque no existe un "potencial" a menos que estés en casos muy específicos, por ejemplo un inductor en un circuito. En este caso estás aislando todo lo que es campo eléctrico no conservativo y tratándolo como un elemento tipo caja negra sin importar que pasa adentro, mirando solo la diferencia de potencial entre los extremos. Aparte, la única utilidad que puedo pensar de hablar de potencial con dieléctricos (en esta materia) es un capacitor con un dieléctrico cuya capacitancia determina la caída de tensión eficaz a lo largo del capacitor en AC y está determinada por el material dieléctrico entre las placas.
Anyways, volviendo al ejemplo de la varilla, si no es conductora, el campo inducido no va ni siquiera a generar un campo electrostático (excepto tal vez el de polarización) sobre el que puedas hablar de "el potencial". Sin embargo, la definición de diferencia de potencial es la integral de línea de E de un punto A a B; la única diferencia que tenés es que con el campo electrodinámico no tenés garantía de que la integral sobre una curva cerrada es 0, y que si unís los mismos dos puntos con dos curvas distintas te dé lo mismo el cálculo.
ZZz probablemente te confundí mas con este post
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fech
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 03 Jun 2009
Mensajes: 95
Ubicación: Martinez
Carrera: Industrial
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| koreano escribió:
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ZZz probablemente te confundí mas con este post
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Sisi, acertaste! De todos modos gracias por la respuesta.
Volviendo al tema:
Para aplicar Faraday en estos casos, lo que yo hago generalmente es tomar un cuadrado con uno de los bordes coincidentes con la varilla, y luego analizo el flujo sobre el área de ese cuadrado.
En las clases (y en la guía) siempre se habla de varillas, espiras, y demás figuras pero todo con conductores. Cuando se mete un dieléctrico en lugar del conductor ya no hay movimiento de electrones. La pregunta que me viene es ¿ ΔV=0 ? En algunos finales preguntan cual es la tensión sobre los extremos de la varilla dieléctrica y me quedo con la boca abierta, no tengo ni idea.
((Me seguís?))
OFF: hay otro pibe dando vueltas que tmb es de Mtz no?
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koreano
Nivel 9
Registrado: 15 Jul 2010
Mensajes: 1796
Carrera: No especificada
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Es que no tiene sentido preguntar cual es la tensión, porque depende por donde vayas de un extremo a otro de la varilla. A menos que te digan que circulás solo por el campo electrostático, o sea que te están preguntando "cual es la diferencia de potencial electrostático"? En principio te diría: como no hay movimiento de cargas, no hay campo electrostático entonces esa circulación en particular te daría 0. Sin embargo creo que sí hay un campo electrostático por la polarización del dieléctrico.
Tenés alguno de estos problemas en cuestión?
OFF: Jackson, pero es medio tímido (?
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Jackson666
Nivel 9
Edad: 37
Registrado: 01 Feb 2009
Mensajes: 1980
Ubicación: Martínez
Carrera: Electricista
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Lee el McKelvey, capítulo 20. Mirá este ejercicio.
PD: Tus nalgas serán tímidas (?).
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fech
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 03 Jun 2009
Mensajes: 95
Ubicación: Martinez
Carrera: Industrial
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Muy bueno Jackson gracias!
Uno de los problemas que encontré es este:
| Cita:
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Una barra de longitud L, se traslada en el vacío con vector velocidad v constante y paralelo a un alambre recto y muy largo, que tiene establecida una corriente I estacionaria, en el mismo sentido que la velocidad de la barra. La traslación es tal que la barra y el conductor se mantienen coplanares y perpendiculares entre sí, manteniendo la barra su extremo más próximo (P1) a una distancia d del conductor.
Se pide: a) Calcular el voltaje inducido entre extremos de la barra (valor y polaridad) y la diferencia de potencial V(P1) – V(P2), siendo P2 el extremo más alejado al conductor, y suponiendo que la barra es de cobre. b) Repetir los cálculos, suponiendo que la barra es un dieléctrico de constante dieléctrica muy próxima a uno (despreciar la polarización).
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koreano
Nivel 9
Registrado: 15 Jul 2010
Mensajes: 1796
Carrera: No especificada
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| Claro, ahí aparece lo de la polarización. Si te dice que es despreciable entonces el voltaje inducido es el mismo pero la diferencia de potencial (asumo que es electrostático si no aclara, aparte dice 'entre dos puntos' sin especificar a lo largo de qué camino) es 0 porque no hay campo electrostático en la barra dieléctrica.
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fech
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 03 Jun 2009
Mensajes: 95
Ubicación: Martinez
Carrera: Industrial
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| Espera .. voltaje no es igual que diferencia de potencial?
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connor
Nivel 8
Edad: 38
Registrado: 30 Ene 2010
Mensajes: 620
Carrera: Electrónica
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La realidad es que la ley de Faraday en el curso no esta definido como darlo, y en este tema salta a la vista que los alumnos aprueban sabiendo el 20 % del mismo. La cosa es asi, como todos saben el campo electrico es superposicion de un campo conservativo y otro no, luego hay otro campo que es el total, de hecho profesores como Leone no lo llaman campo sino "accion a distancia", entonces en general planteando la circulacion del campo total que es suma de todos los campos existentes, ya sea electrostaticos (cargas en reposo), por pilas o fem o por variacion del flujo del campo electroinducido se llega a que [tex] I\,R = \,V\left( {\overrightarrow {{r_1}} } \right) - V\left( {\overrightarrow {{r_2}} } \right) + fem + e_i^' [/tex] (circulando de ![[tex] {\overrightarrow {{r_1}} } [/tex]](images/latex/3ff37df8e9e770f46b7706fc5da923416aa841ea_0.png "[tex] {\overrightarrow {{r_1}} } [/tex]") a ![[tex] {\overrightarrow {{r_2}} } [/tex]](images/latex/055a1c92dd3a97f8f2b06dbad3c49d9ef7117a26_0.png "[tex] {\overrightarrow {{r_2}} } [/tex]") ), esto se cumple siempre, de hecho de aca se deduce la segunda ley de Kirchhoff para regimen no estacionario, siempre se cumple, entonces en el caso para la barra que se mueve en una region de campo induccion constante, la corriente es nula y no hay fem proveniente de pilas, asi te queda que [tex] V\left( {\overrightarrow {{r_1}} } \right) - V\left( {\overrightarrow {{r_2}} } \right) = - e_i^' [/tex], pero si esa barra por ejemplo esta conectado a unos rieles si hay corriente, entonces queda [tex] V\left( {\overrightarrow {{r_1}} } \right) - V\left( {\overrightarrow {{r_2}} } \right) + I\,R = - e_i^' [/tex]
La realidad es que son la mayoria de los alumnos que hablan de la diferencia de potencial y de la fem inducida o la fem de las pilas indistintamente, asi que cuidado, porque lei arriba algunos post que no estan del todo correcto
| koreano escribió:
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No tenés circuito, no podés hablar de FEM (porque no podés 'elegir' entre el campo electrostático y el inducido) y no podés hablar de potencial. Aparte, el campo inducido necesita un circuito cerrado para hablar de FEM inducida, si usás la regla del flujo para la ley de Faraday.
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Ojo con esto, no esta del todo bien, de hecho siempre podes hablar de fem inducida, asi no tengas un circuito cerrado, podes hablar igual, porque tiene que ver con la circulacion de la parte no conservativa del campo electrico, asi sea una curva abierta o cerrada podes encontrar, ahora, la ley de Faraday solo te da una solucion para encontrar la fem inducida para un circuito cerrado, pero que este abierto no significa que no exista fem inducida, de hecho en la barra la hay y es como te conte arriba, la ley de Faraday solo sirve para sacar la fem inducida en una curva cerrada, en una abierta hay que solucionarlo de otra forma
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![[tex] \phi (\overrightarrow r ) = \int\limits_V {{d^3}\overrightarrow {r'} \;G(\overrightarrow r ,\overrightarrow {r'} )} \;\rho (\overrightarrow {r'} ) - \frac{1}{{4\pi }}\oint\limits_S {{d^2}\overrightarrow {r'} } \;\frac{{\partial G(\overrightarrow r ,\overrightarrow {r'} )}}{{\partial \overrightarrow {n'} }}\;\phi '(\overrightarrow {r'} ) [/tex]](images/latex/e0cd73a3618cb8730bc9a5247a96170b44c749da_0.png "[tex] \phi (\overrightarrow r ) = \int\limits_V {{d^3}\overrightarrow {r'} \;G(\overrightarrow r ,\overrightarrow {r'} )} \;\rho (\overrightarrow {r'} ) - \frac{1}{{4\pi }}\oint\limits_S {{d^2}\overrightarrow {r'} } \;\frac{{\partial G(\overrightarrow r ,\overrightarrow {r'} )}}{{\partial \overrightarrow {n'} }}\;\phi '(\overrightarrow {r'} ) [/tex]")
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connor
Nivel 8
Edad: 38
Registrado: 30 Ene 2010
Mensajes: 620
Carrera: Electrónica
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| uyy no se que pasa que no me reconoce como lo escribi, pero respondiendo a tu pregunta fech, depende del profesor, he escuchado a profesores hablar indistintamente uno del otro, asi que seria si, pero Abraham o Leone llaman diferencia de potencial a la circulacion de un campo que sea conservativo, si no es conservativo el campo entonces lo llaman voltaje, asi que no sabria que decirte, porque lo escuche de los dos modos, cuando vuelva veo como arreglar el codigo de lo que puse en latex
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koreano
Nivel 9
Registrado: 15 Jul 2010
Mensajes: 1796
Carrera: No especificada
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@fech: Eh, no sé qué tan hilo querés finar (? Para mí un voltaje es lo que obtenés de circular una curva en el campo eléctrico. Potencial es justamente una función potencial, con una referencia y es una función de la posición en teoría. No sé a qué viene la pregunta igual.
Igual ojo, en general voltaje = diferencia de potencial y me parece que estas preguntas sobre voltajes y potenciales para casos no electrostático (aka, con campos eléctricos que no son causados por cargas eléctricas sino por campos magnéticos) son demasiado rebuscados.
EDIT:
| connor escribió:
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| koreano escribió:
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No tenés circuito, no podés hablar de FEM (porque no podés 'elegir' entre el campo electrostático y el inducido) y no podés hablar de potencial. Aparte, el campo inducido necesita un circuito cerrado para hablar de FEM inducida, si usás la regla del flujo para la ley de Faraday.
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Ojo con esto, no esta del todo bien, de hecho siempre podes hablar de fem inducida, asi no tengas un circuito cerrado, podes hablar igual, porque tiene que ver con la circulacion de la parte no conservativa del campo electrico, asi sea una curva abierta o cerrada podes encontrar, ahora, la ley de Faraday solo te da una solucion para encontrar la fem inducida para un circuito cerrado, pero que este abierto no significa que no exista fem inducida, de hecho en la barra la hay y es como te conte arriba, la ley de Faraday solo sirve para sacar la fem inducida en una curva cerrada, en una abierta hay que solucionarlo de otra forma
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Sí, tenés razón. Por eso aclaré después lo de la regla del flujo.
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fech
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 03 Jun 2009
Mensajes: 95
Ubicación: Martinez
Carrera: Industrial
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Ah bueno, me asuste cuando vi que no era lo mismo y todo el cuatri lo dieron como sinónimos.
Entonces, resumiendo: Si hay variación de flujo magnético se induce la fuerza electromotriz. Sea la varilla de material conductor o material dieléctrico.
Ahora, la diferencia de potencial en ambos materiales cuál es? No termino de entender que es lo que piden y cuál sería la diferencia con la fem.
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connor
Nivel 8
Edad: 38
Registrado: 30 Ene 2010
Mensajes: 620
Carrera: Electrónica
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| si, es como dice koreano, es muy rebuscado que te quieran hacer desarrollar un tema asi, te digo que ni en electromagnetismo lo vi tan desarrollado, pero tratat de entender el tema hasta donde se ve, ya sea con los sistemas de ferencia y todo, pero no trates de rebuscarlo mas porque te vas a llevar sorpresas y te va a confundir, la realidad es que no curse una materia que te aclaren bien en fiuba, pero bueno
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fech
Nivel 4
Edad: 34
Registrado: 03 Jun 2009
Mensajes: 95
Ubicación: Martinez
Carrera: Industrial
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Nono, claro no pido una respuesta super específica y detallada.
Pero si en un final me hacen la pregunta del ejercicio planteado arriba. Tienen idea que esperan los profesores que pongamos? Que es lo que piden?
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connor
Nivel 8
Edad: 38
Registrado: 30 Ene 2010
Mensajes: 620
Carrera: Electrónica
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| Para el caso de la varrilla que planteas siempre se cumple que la fem es igual a la diferencia de potencial, asi solo, es lo mismo, si el circuito es cerrado la fem es la que sacas por faraday, pero la diferencia de potencial es cero por ser la circulacion de un campo conservativo sobre una curva cerrada, eso es lo que tenes que tener en cuenta
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