3D AC Dynamo
Una bobina rectangular gira entre los polos de un imán permanente y la fem inducida se traza frente al ángulo de rotación a medida que avanza. Dos anillos rozantes mantienen cada escobilla permanentemente sobre el mismo extremo de la bobina, de modo que la salida se invierte cada media vuelta y el trazo resulta una curva senoidal.
Cómo usar esta simulación
- Arrastra el control del ángulo para recorrer a mano una vuelta completa de 360°
- Sube el control de velocidad para girar de forma continua y ver cómo se construye el trazo
- Activa Show Tangent para leer la pendiente de la curva de flujo en cualquier ángulo
- Orbita la vista 3D para ver cómo cada escobilla permanece sobre su propio anillo
Qué observar
- La fem es nula justo cuando el flujo es máximo, y alcanza su pico donde el flujo pasa por cero
- La tangente a la curva de flujo coincide con la altura de la curva de fem en cada ángulo
- La curva de fem es un seno mientras que la de flujo es un coseno: separadas un cuarto de ciclo
- Cada anillo rozante permanece con el mismo extremo de la bobina, así que la salida cambia de signo cada media vuelta
- Duplicar la velocidad duplica la fem máxima y a la vez reduce el periodo a la mitad
La física detrás
El flujo que atraviesa una bobina de N espiras y área A formando un ángulo θ con el campo es Φ = BA cos θ. Al girar con velocidad angular ω se tiene θ = ωt, y la ley de Faraday da ε = −N dΦ/dt = NBAω sen ωt. La fem es por tanto máxima donde el flujo cambia más deprisa, no donde es más grande: cuando el plano de la bobina queda paralelo a B el flujo es nulo y los lados cortan las líneas de campo perpendicularmente, dando la fem máxima ε₀ = NBAω.