Leyes

Universidad Tecnológica de Matamoros

Daniel Ángel Peña Hernández

Circuitos Eléctricos

Ley De Faraday y Ley de Lenz

1E1M

Ley de Faraday
La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez conque 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 del contorno C y de  están dadas por la regla de la mano derecha.
La permutación de la integral desuperficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.
Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial 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 incorporadaen 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 es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ.

Descubrimientos
Faraday construyó dos aparatos para producir lo que el llamó rotación electromagnética, en realidad, un motor eléctrico.Diez años más tarde, en 1831, comenzó sus más famosos experimentos con los que descubrió la inducción electromagnética, experimentos que aún hoy día son la base de la moderna tecnología electromagnética.
Trabajando con la electricidad estática, demostró que la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior del conductor eléctrico cargado, con independencia de lo que pudiera haber en suinterior. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de Faraday.
En reconocimiento a sus importantes contribuciones, la unidad de capacidad eléctrica se denomina faradio.

Experimentos
En el siguiente experimento mediante un imán, una bobina y un galvanómetro se observa que un campo magnético variable en una bobina da lugar a una fuerza electromotriz.
Materiales & Equipos
*Galvanómetro
* Bobina
* Imán
* Cables de conexión
Descripción del experimento
En el montaje se conecta la bobina directamente al galvanómetro mediante los cables de conexión. Sin aplicar campo magnético a la bobina se observa que no hay corriente eléctrica fluyendo por el circuito pues la aguja del galvanómetro está en cero. Cuando se introduce y se saca el imán de la bobina seobserva que la lectura del galvanómetro cambia, indicando que hay corriente eléctrica fluyendo por el circuito.

Se encuentra entonces que un campo magnético que varía en la bobina induce un campo eléctrico en el circuito que da lugar a una corriente eléctrica. El resultado anterior se generaliza por medio de la ley de Faraday: "un campo magnético que varía induce un campo eléctrico".
Ley de FaradayEjemplos

Ley de Lenz

Heinrich Friedrich Emil Lenz (12/02/1804 – 10/02/1865) fue un físico alemán del Báltico conocido por formular la Ley de Lenz en 1833. Lenz nació en Tartu en lo que es hoy en día Estonia.
Lenz estudió química y física en la Universidad de Tartu. Viajó alrededor del mundo y estudió las condiciones climáticas y las propiedades físicas del agua del mar. Después trabajó enla
Universidad de San Petersburgo. Comenzó a estudiar el electromagnetismo en 1831. Además de la ley nombrada en su honor, Lenz también descubrió independientemente la Ley de
Faraday en 1842; para hacer honor a sus esfuerzos en el problema, los físicos rusos siempre usan el nombre "Ley de Faraday-Lenz
Ley: "El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la...