induccion electromagnetica



INGENIERIA EN MECATRONICA

Trabajo: inducción magnética

Electricidad y Magnetismo

Juan Manuel Rodríguez Ortiz

Profesor: Rubén Alberto Torres

Fecha: 08/12/2014






Inducción electromagnética

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable,o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Se describe matemáticamente por la ley de inducción de Faraday, en nombre de Michael Faraday, que generalmente se le atribuye el descubrimiento de la inducción en 1831.
La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday)establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:

Donde  es el campo eléctrico,  es el elemento infinitesimal del contorno C,  es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones delcontorno C y de  están dadas por la regla de la mano derecha.
Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad.
Formas alternativas
Nótese que la fórmula permite intercambiar el orden de la integral de superficie y la derivada temporal siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo. Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una formadiferencial de esta ley:

Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.

En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:

Donde Vε esel voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. El sentido del voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.
Ley de Lenz
La ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por un campo magnético generado en una tensión disponible con una circunstancia totalmente proporcional al nivel decorriente y al nivel de amperios disponible en el campo eléctrico.
Cuando un voltaje es generado por una batería, o por la fuerza magnética de acuerdo con la ley de Faraday, este voltaje generado, se llama tradicionalmente fuerza electromotriz o fem. La fem representa energía por unidad de carga (voltaje), generada por un mecanismo y disponible para su uso. Estos voltajes generados son los cambios devoltaje que ocurren en un circuito, como resultado de una disipación de energía, como por ejemplo en una resistencia.
Formulación
La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano vienedado por:

Dónde:
 = Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).
 = Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).
 = Superficie definida por el conductor.
 = Ángulo que forman el vector  perpendicular a la superficie definida por el conductor y la dirección del campo.
Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:

A su vez, el valor del flujo puede...