Calculadora de la Fuerza Electromotriz de un Generador (Ley de Faraday)
Tensión de pico, eficaz e instantánea de una bobina que gira en un campo magnético, con la senoide dibujada a lo largo de dos vueltas.
Resultados
La línea discontinua marca el valor que ha escrito.
Qué hace esta herramienta
La ley de inducción de Faraday — la tercera de las ecuaciones de Maxwell — dice que un flujo magnético variable a través de una bobina genera una tensión a su alrededor. Haga girar una bobina de N espiras en un campo constante y el flujo oscila entre +NBA y −NBA en cada vuelta, dando una senoide cuyo pico es N·B·A·ω. El pico crece con la velocidad, y por eso precisamente la dinamo de una bicicleta da poca luz cuando se pedalea despacio. Los generadores reales añaden núcleos de hierro y varios pares de polos, pero la senoide y su pico salen de esta misma línea.
Fórmula
e(t) = N B A ω sin(ωt) · ω = 2πf · E_peak = N B A ω · E_rms = E_peak ÷ √2
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
nt | Número de espiras | — |
b | Campo magnético | mT |
a | Área de la bobina | cm² |
f | Frecuencia de rotación | Hz |
t | Instante | ms |
EP | Fuerza electromotriz de pico | V |
ER | Fuerza electromotriz eficaz | V |
ET | Fuerza electromotriz en ese instante | V |
FL | Flujo concatenado máximo N·B·A | Wb |
RPM | Velocidad de rotación | rpm |
Ejemplo resuelto
- Número de espiras100
- Campo magnético200 mT
- Área de la bobina100 cm²
- Frecuencia de rotación50 Hz
- Instante2,5 ms
- Fuerza electromotriz de pico62,8319 V
- Fuerza electromotriz eficaz44,4288 V
- Fuerza electromotriz en ese instante44,4288 V
- Flujo concatenado máximo N·B·A0,2 Wb
- Velocidad de rotación3000 rpm
Limitaciones
- La fórmula supone una geometría ideal — un hilo o una bobina infinitamente largos, una esfera perfectamente uniforme — en el vacío o en un material uniforme. Las piezas reales se acercan, pero los extremos, el metal cercano y los materiales magnéticos cambian el campo.
- Las instalaciones eléctricas se rigen por reglamentos nacionales. La sección del cable depende también del método de instalación, agrupamiento, temperatura ambiente y protecciones, que esta calculadora no evalúa.