Campos vectoriales variables con el tiempo

República Bolivariana de Venezuela
Universidad Rafael Urdaneta
Facultad de Ingeniería
Prof. Evelyn Nava
Secc. “D”



Mcbo, 29/07/2010
Introducción
Todos hemos observado como un imán atrae objetos de hierro. La razón por la que ocurre este hecho es el magnetismo. Los imanes generan un campo magnético porsu naturaleza. Este campo magnético es más intenso en dos zonas opuestas del imán, que son los polos norte y sur del imán. Los efectos de un imán se manifiestan en una zona donde decimos que existe un campo magnético.

A hora bien para medir cual es la inducción magnética y el flujo que produce los campos podemos representar gráficamente mediante las líneas de inducción, para ello seinvestigara las leyes de inducción; fuerza electromotriz; campo magnético; campo eléctrico; corriente de desplazamiento; y leyes de Maxwell

Teniendo en cuenta que la intensidad de un campo magnético la podemos cuantificar mediante la inducción magnética. La unidad de medida de esta magnitud es Tesla (T). Al número total de líneas de inducción magnética que atraviesan una superficie magnética sedenomina flujo magnético. La unidad de medida para el flujo magnético es el Weber (Wb)

Ley de inducción de Faraday

Los Experimentos conducidos por Michael Faraday en Inglaterra en 1831, e independientemente por Joseph Henry en Estados Unidos ese mismo año, mostraron que una fem podría inducirse en un circuito mediante un campo magnético variable. Como verá a continuación, una fem (y, por tanto,también una corriente) pueden inducirse de muchas formas, por ejemplo, mediante el movimiento de una espira cerrada de alambre dentro de una región en la que existe un campo magnético. Los resultados de esos experimentos condujeron a una ley muy básica e importante del electromagnetismo conocida como ley de inducción de Faraday. Esta ley establece que la magnitud de la fem inducida en un circuito esigual a la rapidez de cambio en el tiempo de flujo magnético a través del circuito.
Con el tratamiento de la ley de Faraday se completa la introducción a las leyes fundamentales del electromagnetismo.

Experimentos

* En base al experimento de una espira de alambre conectada a un galvanómetro, podremos observar cómo puede inducirse una FEM mediante un campo magnético variable. Si un imánse mueve hacia la espira, la aguja del galvanómetro se desviara en una dirección, cuando el imán se aleja se desviara en sentido opuesto, si el imán se mantiene estacionario con respecto a la espira no se verá ninguna desviación de la aguja. Y por último, si el imán se mantiene estacionario y la espira se acerca o se aleja del imán, la aguja también se desviara. A partir de estas observaciones seconcluye que la espira “sabe” que el imán se está moviendo con respecto a él, ya que experimenta un cambio en la intensidad del campo magnético. Por tanto, parece que existe una relación entre la corriente y el campo magnético variable.
Estos resultados son muy importantes en vista de que se establece una corriente aun cuando no hay baterías en el circuito, a esta corriente se le llama corrienteinducida, la cual se produce mediante una fem inducida.

* Una bobina primaria se conecta a un interruptor y una batería, la bobina se enrolla alrededor de un anillo, y una corriente en la bobina produce un campo magnético cuando el interruptor se cierra. Una bobina secundaria también se enrolla alrededor de un anillo y se conecta a un galvanómetro. No hay batería presente en el circuitosecundario, y la bobina secundaria no está conectada a la bobina primaria. Cualquier corriente detectada en el circuito secundario puede ser inducida por algún agente externo.

A simple vista, pensaríamos que no se detectaría ninguna corriente en el circuito secundario. Pero, sucede algo asombroso cuando se cierra o abre repentinamente un interruptor que está en el circuito primario. En el...