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INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
Casi lodos los dispositivos o truiquinas modernas, desde una computadora hasta
una lavadora automatica o un taladro eléctrico, tienen circuitos eléctricos en su
parte central. En el capítulo 25 aprendimos que se requiere una fuerza electromotriz
(fem) para que fluya una corriente en un circuito; en los capitulos 26 y 27 casi siem·
pre tomamos como fuente de femuna batería. Pero en la inmensa mayoría de los dispositivos
eléctricos que se utilizan en la industria y en el hogar (incluso cualquier
aparalo que se enchufe en un contacto de pared), la fuente de (em no es una batería,
sino una estación generadora de electricidad. Las estaciones de este tipo pnxiucen
energía eléctrica conviniendo otras fonnas de energía: energía polencial gravitatoria
en unacentral hidroeléctrica, energía química en una central termoeléctrica que
consume carbón o petróleo, energía nuclear en una central nucleoeléctrica. Pero,
¿cómo se llcva a cabo esta conversión? En otras palabras, ¿cuál es la lisica en la que
se apoya la producción de casi toda la energía eléctrica que necesitamos?
La respuesta es un fenómeno conocido como inducción electromagnética: si elflujo magnético a rravés de un circuito cambia, se induce una fem y una corriente
en el circuito. En una estación generadora de electricidad, se mueven imanes con
respecto a las bobinas de alambre para crear un flujo magnético variable en las bobinas
y, por tanto, una fem. Otros componentes clave de los sistemas de energía
eléctrica, como los transformadores, también dependen de fem inducidas pormedios
magnélicos. De hecho. en virtud del papel que desempeña en la generación
& energia eléctrica, la inducción electromagnética es uno de los cimienlos de
nuestra sociedad lecnológica.
El número, recha de caducidad y nombre
del titular de una tarjeta de crédito están
codificados en un patrón magnetizado en
la banda del reverso de la tarjela. Cuando
SI:' hace pasar la tarjcta a travésdel lector
de tarjetas. la banda en movimiento baña
los circuitos dellcctor con un campo mago
nenro variable que induce corrientes en los
circuitos. Estas corrientes transmiten la información
de la banda al banco del titular
de la taiJet8..
¿Qué ocurrida si no se hiciese
pasar la tarjeta por la ranura del lector,
sino s610 se dejase inmóvil en ella?
1105
,,
1106 CAPrTULO 291Inducciónelectromagnélica
El principio central de la inducción electromagnética, y la piedra angular de este
capitulo, es la ley de Faraday. Esta ley relaciona la fcm inducida con el flujo
magnético variable en cualquier espira, incluso en un circuito cerrado. Examinaremos
además la ley de Lenz, que permite predecir el sentido de las fem y las corrientes
inducidas. Este capitulo aporla los principios quenecesitamos para
comprender los dispositivos de conversión de energía eléctrica, como los mOlares,
generadores y transformadores.
La inducción electromab'llética nos dice que un campo magnético que varia con el
tiempo actúa como una fuente de campo eléctrico. Veremos también cómo un campo
eléctrico que varia con el tiempo actúa como fuente de campo magnético. Estos
sorprendentcs resultadosforman parte de un pulcro paquete dc fórmulas, llamadas
ecuaciones de MaTll'ell, que describen el comportamiento de los campos eléctricos y
magnéticos en cualquier situación. Las ecuaciones de Maxwell preparan el terreno
para comprender las ondas electromagneticas, que son el lema del capitulo 32.
29.1 I Experimentos de inducción
Durante la década de 1830, varios experimentos pioneros con feminducidas por
medios magnéticos fueron realizados en Inglaterra por Michael Faraday y en Estados
Unidos por Joseph Henry (1797-1878), quien más tarde fuera el primer director
de la Smithsonian lnstitution. La figura 29.1 muestra varios ejemplos. En la
figura 29.1 a una bobina de alambre esta conectada a un galvanómetro. Cuando el
imán cercano está inmóvil, el medidor no muestra corriente...