Luego de de esta extensa compilación de datos dimos con la solución esta obstáculo que suelen tener ciertos los usuarios. Te ofrecemos la respuesta y nuestro objetivo es resultarte de gran ayuda.
Solución:
Si se supone que la fem debida al solenoide se opone al voltaje aplicado y tiene la misma magnitud (en voltios), la intensidad electromotriz del alambre es cero. Dado que se supone que la corriente está presente, esto significa que la corriente fluye incluso cuando la fuerza electromotriz total desaparece.
Esto es posible para alambres hechos de un conductor perfecto (superconductor). En la práctica, siempre hay cierta resistencia a la corriente, por lo que la fem de la bobina no puede cancelar exactamente el voltaje aplicado en todo momento.
La respuesta a su pregunta radica en el hecho de que está tratando con dos tipos diferentes de campo eléctrico (conservador y no conservativo) y que el campo eléctrico no conservativo debe su existencia a un flujo magnético cambiante producido por una corriente cambiante.
La definición de autoinducción es $L=dfrac PhiI$ donde $Phi$ es el flujo magnético y $I$ es la corriente.
Derivando la ecuación definitoria con respecto al tiempo y luego reorganizando la ecuación se obtiene $$dfracdPhidt = LdfracdIdt Rightarrow mathcal E_rm L = – L dfracdIdt $$ después de aplicar la ley de Faraday donde $mathcal E_rm L$ es la fem inducida producida por una corriente cambiante.
El campo eléctrico asociado con el flujo magnético cambiante no es conservativo.
Considere un circuito que consta de una celda ideal de fem $Vrm s$, un interruptor y un inductor ideal, todos en serie entre sí.
En el tiempo $t=0$ el interruptor se cierra.
La corriente inicial debe ser cero, lo que se puede entender con una apreciación del hecho de que los portadores de carga móviles tienen inercia y, por lo tanto, no pueden sufrir una aceleración infinita.
El campo conservador producido por la celda está tratando de aumentar la corriente desde cero, pero el campo no conservativo producido por el inductor está tratando de detener el cambio de corriente.
¿Qué campo gana?
En $t=0$ no hay corriente, por lo que parecería que hay un empate entre los dos campos, pero el campo no conservativo solo puede detener el flujo de corriente en $t=0$ a condición de que la corriente cambie.
Entonces la corriente tiene que aumentar a pesar de la oposición del campo no conservador y así continúa aumentando la corriente debido al campo conservador a pesar de la oposición del campo no conservador.
Todo lo que puede hacer el campo no conservativo es ralentizar la velocidad a la que cambia la corriente; nunca puede detener el cambio actual ya que entonces (el campo no conservativo) ya no existiría.
Para este ejemplo la corriente $I = dfracV_rm sL,t$ y la energía entregada por la batería $dfrac 12 V_rm s I t = dfrac 12 dfrac V_rm s^2t^2L$, es igual a la energía almacenada en el campo magnético producido por el inductor, $dfrac 12 LI^2 = dfrac 12 dfracV_rm s^2t^2L$, y es el área debajo del gráfico de potencia contra tiempo (sombreado en verde).
En una resistencia $I=fracVR$. Si de alguna manera la corriente fuera menor, es decir, se cerrara un interruptor, aumentaría hasta que coincidiera con la ecuación. Esto se debe a que si la corriente fuera menor, la fem de retorno de la resistencia no sería igual a la fem impulsora y, por lo tanto, la corriente querría aumentar. Dado que en este modelo no hay inductancia, no hay nada que impida un cambio instantáneo en la corriente, por lo que el circuito puede equilibrarse instantáneamente.
Ahora consideremos el inductor. Antes de que se cierre el interruptor, no hay corriente, no hay fem y, lo que es más importante, no hay cambios en la corriente. Cuando el interruptor se cierra ahora, todavía no hay corriente, pero hay una fem aplicada. Supongamos que el cambio en la corriente intenta permanecer por debajo de $fracVL$. Ahora, la fem trasera del inductor sería menor que la fem, por lo que habría una fem neta para aumentar la corriente. Entonces, la tasa de aumento de corriente aumenta hasta que la fem posterior del inductor es igual a la fem aplicada. Además, dado que nada evita los cambios instantáneos en la tasa de cambio de la corriente, el circuito puede equilibrarse al estado estacionario (de corriente en constante aumento) instantáneamente.
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