Induccion a

I.E.S SILVERIO LANZA (Getafe) Inducción electromagnética

Dpto. de Física y Química

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

INTRODUCCIÓN
Una vez que se conocieron las causas de la existencia de campos magnéticos, es decir, que las corrientes eléctricas originaban campos magnéticos, surgió la pregunta formulada al revés: ¿podrían los campos magnéticos producir corrientes eléctricas? La respuesta ladio MICHEL FARADAY en el año 1831, tras unas experiencias realizadas acercando y alejando un imán a un circuito en forma de espira, el cual tenía en serie un amperímetro para, dado el caso, medir la corriente eléctrica producida (inducida). Afirmando como conclusión a sus experiencias, que: “Se producirá una corriente eléctrica inducida en un circuito, cuando varíe el flujo magnético que loatraviesa.”

FLUJO MAGNÉTICO (Φ)
Se llama flujo magnético Φ a través de una superficie, al producto escalar del vector camr r po magnético B por el vector superficie S .

r r φ=B⋅S

⇒

Φ = B S cos φ

ΦMáx = B S

Φ=0

Φ = B S cos φ

El flujo magnético que atraviesa la superficie de un circuito, puede variar de tres formas distintas:

1. Porque varíe la superficie del circuito.Manteniendo fijos el imán y la espira, desplazamos una
parte de la espira haciendo que varíe de forma constante su superficie.

2. Porque varíe el campo magnético. El imán y la espira se acercan o alejan entre sí. r r 3. Porque varíe el ángulo φ que forman B y S . Es el caso en que la espira gira.

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I.E.S SILVERIO LANZA (Getafe) Inducción electromagnética LEY DE FARADAY

Dpto. de Física yQuímica

Permite calcular el valor de la fuerza electromotriz ε (f.e.m) inducida en la espira, cuando hay una variación en el flujo que la atraviesa.
ε =-N ∆Φ que en forma diferencial es ∆t ε =-N dΦ dt

I) f.e.m. inducida en un conductor móvil
Pertenece al caso 1. Si un conductor de longitud l se mueve con velocidad v, dentro de un campo magnético, induce una corriente eléctrica cuya f.e.m. secalcula:
ε=dx dΦ d (B ⋅ S ) dS =− = −B = -B l =Blv dt dt dt dt

II) Fundamentos del generador de corriente alterna
Si es una bobina (N espiras), la que gira dentro de un campo magnético (caso 3), la f.e.m. inducida se calcula de la siguiente manera:

r r dφ d B ⋅S d(B S cos ϕ) d(B S cos ω t ) ε = -N = −N =−N = −N = N B S ω sen ω t dt dt dt dt
Expresión que toma valores positivos, cero ynegativos, a medida que la bobina va girando; teniendo como valor máximo εo= N B S ω Este es el fundamento teórico de los generadores de corriente alterna como se aprecia en la figura.

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La corriente producida en el generador pasa al circuito en el que está una bobina que tiene en su interior un imánunido a una aguja. Este imán detecta el campo magnético y gira, y con él la aguja que tiene unida. La oscilación de la aguja nos indica que pasa corriente por la bobina..

LEY DE LENZ
La regla para determinar el sentido de la corriente inducida fue establecida por Lenz en 1834 y se conoce como Ley de Lenz. “El sentido de la corriente inducida es tal, que se opone a la causa que la produce.” Alacercar el polo norte de un imán a una espira, incrementamos el flujo magnético a través de la espira. Según la ley de Lenz, el sentido de la corriente inducida en la espira se opone a este incremento. Es decir, el sentido es tal, que el campo magnético creado por la corriente inducida, tiende a compensar el incremento de flujo magnético. Como una espira equivale a un imán, presentará su cara norte,enfrentada al polo norte del imán inductor. De este modo la corriente inducida dificulta el avance del imán, es decir, se opone a la causa que la origina. La ley de Lenz es una consecuencia del principio de conservación de la energía. Si el sentido de la corriente inducida fuese favorecer la causa que la produce, se generaría energía ilimitada de la nada, acelerando de forma continua el imán...