Induccion Electromagnetica

INDUCCION ELECTROMAGNETICA

Este fenómeno consiste en la generación de corriente eléctrica por medio de una variación del flujo magnético.

El flujo magnético se define como en número de líneas de una inducción magnética que atraviesan una superficie, las líneas de inducción magnética salen del polo norte y regresan al polo sur. Si suponemos una superficie que tiene un área determinada,cualquier superficie tendrá una línea perpendicular que sale de la superficie y llega a los ojos del observador denominado normal, y si consideramos que líneas de inducción magnética (B) atraviesan esa superficie entonces y solamente si eso sucede existirá un flujo magnético. Si las líneas atraviesan la superficie con ángulo θ con respecto a la normal. Las unidades se expresan en Weber (Wb).
N
Nɸ = A.B. cos θ

Donde A es área B es campo magnético

ɸ = A.B. cos θ

Donde A es área B es campo magnético

B
B

Dependiendo del ángulo existen tres casos:

1. Cuando el ángulo es nulo: significa cuando las líneas de inducción magnética son paralelas a la normal o perpendiculares a la superficie. Entonces como cos 0º = 1 resulta ɸ = A.B.cos θ ɸ = A.B
2. Cuando elángulo es 90º: significa que las líneas de inducción son paralelas a la superficie o perpendiculares a la normal. Entonces como cos 90º = 0 resulta ɸ = A .B .cos θ ɸ = 0
3. Cuando el ángulo es 180º la normal va hacia los ojos del observador y las líneas de inducción salen de los ojos del observador y atraviesan la superficie. Entonces como cos 180º = -1 resulta ɸ = A.B.cos θ ɸ = -A.BLEY DE FARADAY

Consideremos el experimento de una espira a la cual se le esta acercando un imán con el polo norte acercándose hacia la espira, y donde hay dos observadores, uno que ve la cara oculta de la espira y otro que ve la cara directa. El imán es el efecto externo y algunas líneas están atravesando la espira, si el imán se acerca mas líneas atraviesan la espira, y el flujo externoaumenta; el efecto inducido se conoce a lo que hace la espira, entonces en la espira se presenta una fem (fuerza electromotriz inducida que no es mas que una diferencia de potencial) y una I (corriente eléctrica inducida). Las líneas de inducción que están entrando generan una corriente eléctrica que para el observador que ve la cara directa serán anti horarias y para el que ve la cara oculta seránhorarias.

Faraday encontró que la corriente eléctrica va en sentido contrario a la regla de la mano derecha, y que en la espira se produce una corriente eléctrica inducida y una fuerza electromotriz inducida (E ind). Donde debe cumplirse que esa fem inducida debe ser la variación del flujo magnético con respecto al tiempo y con signo negativo porque va en sentido contrario a la regla de la manoderecha, y de acuerdo a la ley de ohm debe ser intensidad de corriente eléctrica inducida por la resistencia.

E ind= - ΔɸΔt=Iind . R

Notamos una característica que solo se genera fuerza electromotriz inducida o diferencia de potencial si hay variación de flujo. Entonces decimos que para una espira E ind= - ΔɸΔt y para n espiras E ind= -N ΔɸΔt

Ahora observemos una consecuencia de laley de Faraday para explicar porque el signo negativo y eso se conoce como la ley de Lenz.

Analicemos unos casos antes de describir la ley como tal:

Caso 1: Tomemos el mismo experimento que analizo Faraday teniendo una espira fija. Tenemos dos casos: uno es el efecto externo que hace el imán debido a que cuando este se acerca más líneas de inducción entran a la espira aumentando el flujomagnético, y el otro caso es donde la espira siente invadido su espacio y genera líneas que contrarrestan las líneas que están entrando., y se convierten en líneas inducia o el flujo inducido; esto provoca que la corriente eléctrica para el observador que ve la cara directa serán anti horarias y para el que ve la cara oculta serán horarias, pero al estar saliendo de la cara directa estaría...