ley de faraday
Páginas: 14 (3258 palabras)
Publicado: 7 de febrero de 2015
República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria.
Universidad Rafael Urdaneta.
Facultad de Ingeniería.
CAMPOS VARIABLES CON EL TIEMPO
CAMPOS VARIABLES CON EL TIEMPO
Ley de Faraday
Con nuestra capacidad moderna de controlar y medir las corrientes, es fácil demostrar alguno de los fenómenos en la leyde inducción de Faraday.
El elemento común en todos los efectos de inducción es el flujo magnético cambiante a través de un circuito. El concepto de flujo magnético para un elemento de área infinitesimal en un campo magnético, el flujo magnético a través del área es:
Donde es la componente de perpendicular a la superficie del elemento de área, y es el ángulo entre y .El flujomagnético total a través de un área finita es la integral de esta expresión sobre el área:
Si es uniforme sobre un área plana entonces
La ley de Faraday de la inducción establece lo siguiente:
La fem inducida en una espira cerrada es igual al negativo de la tasa de cambio del flujo magnético a través de la espira con respecto al tiempo.
En símbolos, la ley de Faraday es
Leyde Lenz
H. F. E. Lenz (1804-1865) fue un científico ruso que reprodujo de forma independiente muchos de los descubrimientos de Faraday y Henry.
La ley de Lenz es un método alternativo conveniente para determinar la dirección de una corriente o fem inducida. La ley de Lenz no es un principio independiente; se puede obtener de la ley de Faraday. La ley de Lenz también ayuda a entender de maneraintuitiva los distintos efectos de la inducción y el papel de la conservación de la energía.
La ley de Lenz establece lo siguiente:
La dirección de cualquier efecto de la inducción magnética es la que se opone a la causa del efecto.
La “causa” puede ser un flujo cambiante a través de un circuito fijo debido a un campo magnético variable, un flujo que cambia por el movimiento de losconductores que constituyen el circuito, o cualquier combinación de lo anterior. Si el flujo en un circuito fijo cambia, la corriente inducida establece un campo magnético por sí misma. Dentro del área limitada por el circuito, este campo es opuesto al campo original si éste se incrementa, pero tiene la misma dirección que el campo original si éste disminuye. Es decir, la corriente inducida se opone alcambio en el flujo a través del circuito (no al flujo en sí).
Si el cambio del flujo se debe al movimiento de los conductores, la dirección de la corriente inducida en el conductor en movimiento es tal que la dirección de la fuerza magnética sobre el conductor es opuesta a la dirección de su movimiento. Así, el movimiento del conductor, que provocó la corriente inducida, encuentra oposición. Entodos estos casos, la corriente inducida trata de preservar el statu quo oponiéndose al movimiento o a un cambio del flujo.
La ley de Lenz también se relaciona directamente con la conservación de la energía.
Fuerza electromotriz de movimiento
Hemos visto varias situaciones en las que un conductor se mueve en un campo magnético. Podemos tener una perspectiva más amplia sobre el origen de la feminducida en estas situaciones si se consideran las fuerzas magnéticas sobre las cargas móviles en el conductor. La figura 29.15a muestra la varilla móvil separada, por el momento, del conductor en forma de U. El campo magnético es uniforme y dirigido hacia la página, y movemos la varilla hacia la derecha a velocidad constante Entonces, una partícula cargada q en la varilla experimenta unafuerza magnética con magnitud En el análisis que sigue supondremos que q es positiva; en ese caso, el sentido de esta fuerza es hacia arriba a lo largo de la varilla, de b hacia a.
Esta fuerza magnética hace que las cargas libres en la varilla se muevan, lo que crea un exceso de carga positiva en el extremo superior a y de carga negativa en el extremo inferior b. Esto, a la vez, crea un campo...
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria.
Universidad Rafael Urdaneta.
Facultad de Ingeniería.
CAMPOS VARIABLES CON EL TIEMPO
CAMPOS VARIABLES CON EL TIEMPO
Ley de Faraday
Con nuestra capacidad moderna de controlar y medir las corrientes, es fácil demostrar alguno de los fenómenos en la leyde inducción de Faraday.
El elemento común en todos los efectos de inducción es el flujo magnético cambiante a través de un circuito. El concepto de flujo magnético para un elemento de área infinitesimal en un campo magnético, el flujo magnético a través del área es:
Donde es la componente de perpendicular a la superficie del elemento de área, y es el ángulo entre y .El flujomagnético total a través de un área finita es la integral de esta expresión sobre el área:
Si es uniforme sobre un área plana entonces
La ley de Faraday de la inducción establece lo siguiente:
La fem inducida en una espira cerrada es igual al negativo de la tasa de cambio del flujo magnético a través de la espira con respecto al tiempo.
En símbolos, la ley de Faraday es
Leyde Lenz
H. F. E. Lenz (1804-1865) fue un científico ruso que reprodujo de forma independiente muchos de los descubrimientos de Faraday y Henry.
La ley de Lenz es un método alternativo conveniente para determinar la dirección de una corriente o fem inducida. La ley de Lenz no es un principio independiente; se puede obtener de la ley de Faraday. La ley de Lenz también ayuda a entender de maneraintuitiva los distintos efectos de la inducción y el papel de la conservación de la energía.
La ley de Lenz establece lo siguiente:
La dirección de cualquier efecto de la inducción magnética es la que se opone a la causa del efecto.
La “causa” puede ser un flujo cambiante a través de un circuito fijo debido a un campo magnético variable, un flujo que cambia por el movimiento de losconductores que constituyen el circuito, o cualquier combinación de lo anterior. Si el flujo en un circuito fijo cambia, la corriente inducida establece un campo magnético por sí misma. Dentro del área limitada por el circuito, este campo es opuesto al campo original si éste se incrementa, pero tiene la misma dirección que el campo original si éste disminuye. Es decir, la corriente inducida se opone alcambio en el flujo a través del circuito (no al flujo en sí).
Si el cambio del flujo se debe al movimiento de los conductores, la dirección de la corriente inducida en el conductor en movimiento es tal que la dirección de la fuerza magnética sobre el conductor es opuesta a la dirección de su movimiento. Así, el movimiento del conductor, que provocó la corriente inducida, encuentra oposición. Entodos estos casos, la corriente inducida trata de preservar el statu quo oponiéndose al movimiento o a un cambio del flujo.
La ley de Lenz también se relaciona directamente con la conservación de la energía.
Fuerza electromotriz de movimiento
Hemos visto varias situaciones en las que un conductor se mueve en un campo magnético. Podemos tener una perspectiva más amplia sobre el origen de la feminducida en estas situaciones si se consideran las fuerzas magnéticas sobre las cargas móviles en el conductor. La figura 29.15a muestra la varilla móvil separada, por el momento, del conductor en forma de U. El campo magnético es uniforme y dirigido hacia la página, y movemos la varilla hacia la derecha a velocidad constante Entonces, una partícula cargada q en la varilla experimenta unafuerza magnética con magnitud En el análisis que sigue supondremos que q es positiva; en ese caso, el sentido de esta fuerza es hacia arriba a lo largo de la varilla, de b hacia a.
Esta fuerza magnética hace que las cargas libres en la varilla se muevan, lo que crea un exceso de carga positiva en el extremo superior a y de carga negativa en el extremo inferior b. Esto, a la vez, crea un campo...
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