De Faraday a la corriente alterna
Descubre cómo un campo variable se convierte en una red trifásica.
Descubre cómo un campo variable se convierte en una red trifásica.
Progreso local, sin cuenta. ·
Cómo nace la tensión inducida
Comprender la física
Una variación del flujo magnético que enlaza una espira induce una fuerza electromotriz. Su sentido se opone al cambio de flujo de acuerdo con la ley de Lenz. Mover un imán sin cambiar el flujo enlazado no implica necesariamente inducir tensión.
Cambiar las magnitudes
Este es el experimento científico interactivo de Academia. Los controles modifican un modelo pedagógico, no un equipo real.
Faraday y la inducción electromagnética
Movimiento, flujo y tensión inducida
Φ(x) = B·A·(1+(x/a)²)⁻³ᐟ² · ε = −N·dΦ/dtMover un imán respecto a una bobina cambia el flujo que la atraviesa y puede generar tensión eléctrica. Detén la animación para comprobar que la inducción depende del cambio.
La FEM cambia de signo al invertir la dirección del cambio de flujo: esa oposición es la ley de Lenz. La animación mantiene una bobina de superficie fija.
Se aproxima Φ(x)=BA(1+(x/a)²)⁻³ᐟ², con A=0,01 m² y a=0,09 m. El imán ejecuta un movimiento sinusoidal que limita su velocidad máxima.
Calcular y justificar
Magnitud de la FEM inducida para un cambio de flujo uniforme.
Ver un ejemplo resuelto
Con 200 espiras y 0,015 Wb/s por espira: |ε| = 200 × 0,015 = 3 V.
Comprobar lo aprendido
Con 100 espiras y 0,02 Wb/s, ¿cuál es la FEM inducida en magnitud?
Del modelo al mundo real
Esta ley explica por qué funcionan alternadores y transformadores.
Explorar la aplicación en Kilovatio →Todos los cálculos son didácticos e incluyen hipótesis idealizadas. No sustituyen estudios técnicos, mediciones reales ni decisiones de acceso a red.
Tres fases que se complementan
Comprender la física
Un sistema trifásico equilibrado tiene tres tensiones de igual amplitud y desfase de 120°. Las tensiones entre líneas y las tensiones de fase no son lo mismo. El neutro puede transportar corriente si existen desequilibrios.
Cambiar las magnitudes
Este es el experimento científico interactivo de Academia. Los controles modifican un modelo pedagógico, no un equipo real.
El sistema trifásico
Tres ondas separadas 120°
vₖ(t) = √2·Ufase·sin(ωt − 2πk/3) · Ulinea = √3·Ufase (equilibrado)En una red trifásica equilibrada hay tres señales iguales, separadas un tercio de ciclo entre sí. La suma instantánea es cero.
Cambia la amplitud de la tercera fase para ver cómo desaparece la cancelación ideal. El valor línea–línea mostrado se refiere al sistema equilibrado.
Se muestra la suma fasorial de tensiones de fuente, no la corriente por el neutro ni un flujo de cargas. La frecuencia visual es f/40 para facilitar la observación.
Calcular y justificar
Relación para un sistema trifásico sinusoidal equilibrado.
Ver un ejemplo resuelto
Para 230 V fase–neutro: U línea–línea = √3 × 230 = 398,4 V, aproximadamente 400 V.
Comprobar lo aprendido
Si la tensión de fase es 120 V en equilibrio, ¿cuál es la tensión entre líneas (aprox.)?
Del modelo al mundo real
La distribución trifásica permite transmitir potencia y alimentar motores industriales con campos magnéticos giratorios.
Explorar la aplicación en Kilovatio →Todos los cálculos son didácticos e incluyen hipótesis idealizadas. No sustituyen estudios técnicos, mediciones reales ni decisiones de acceso a red.
Elevar tensión sin crear energía
Comprender la física
Un transformador ideal establece una relación entre espiras y tensiones. Al elevar la tensión disminuye la intensidad para una misma potencia aparente ideal. Los equipos reales presentan pérdidas y límites térmicos.
Cambiar las magnitudes
Este es el experimento científico interactivo de Academia. Los controles modifican un modelo pedagógico, no un equipo real.
Transformador: espiras y tensiones
Del campo alterno a la distribución
U₂/U₁ = N₂/N₁ · I₂ ≈ Psalida/U₂ · Pentrada = Psalida/ηUna bobina con más espiras puede entregar mayor tensión. El transformador no crea energía: la corriente cambia en sentido opuesto.
La relación de tensiones sigue las espiras en el modelo ideal; aplicamos una eficiencia global para estimar la potencia de entrada, no para modificar la relación nominal de tensión.
No se modelan tensión de cortocircuito, pérdidas en vacío separadas, saturación ni regulación; los transformadores reales tienen límites térmicos y de aislamiento.
Calcular y justificar
Tensión secundaria ideal por relación de transformación.
Ver un ejemplo resuelto
Primario de 20 kV y 1.000 espiras, secundario de 100: Uₛ = 20.000 × 100/1.000 = 2.000 V.
Comprobar lo aprendido
Con Uₚ = 10.000 V, Nₚ = 500 y Nₛ = 50, ¿cuánto vale Uₛ?
Del modelo al mundo real
La tensión de transporte y las subestaciones se explican mediante esta transformación.
Explorar la aplicación en Kilovatio →Todos los cálculos son didácticos e incluyen hipótesis idealizadas. No sustituyen estudios técnicos, mediciones reales ni decisiones de acceso a red.
Has respondido correctamente los ejercicios de todas las unidades publicadas. Esta autoevaluación es orientativa, sin acreditación académica.