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Principios Físicos de la Informática
Curso 2013-2014

Tema 3: Inducción electromagnética

Ángel de Andrea González
Departamento de Física, Universidad Carlos III
aandrea@fis.uc3m.es

Introducción
El descubrimiento, debido a Oersted en 1820, de que una corriente eléctrica produce un

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campo magnético estimuló la imaginación de los físicos de la época y multiplicó el número
deexperimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad y el magnetismo.


Como la física es una ciencia en la que el pensamiento “simétrico” resulta frecuentemente
muy productivo, en ese ambiente científico pronto surgiría la idea inversa de producir
corrientes eléctricas mediante campos magnéticos.

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Diez años después del experimento de Oersted, el norteamericano John Henry(1797-1878) y
el inglés Michael Faraday (1791-1867) encontraron, independientemente, que ello era posible.
En realidad Henry lo descubrió antes, pero Faraday publicó antes sus resultados (1831) y
estudio el tema con mayor detalle (la publicación de Henry es de 1832).

La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por flujos magnéticos
variables con el tiempo. Por todolo dicho se concluye que el descubrimiento por Faraday y
Henry de la inducción electromagnética produce
electromagnetismo.

una cierta simetría en el mundo del

La experiencia con imanes de Faraday (1831)
Esta experiencia se realizó el 17 de octubre de
1831. Faraday utilizó un imán recto y una bobina
conectada a un galvanómetro. Al introducir
bruscamente el imán en la bobina observóuna
desviación en la aguja, desviación que desaparecía
si el imán permanecía inmóvil en el interior de la
bobina. Cuando el imán era retirado la aguja del
galvanómetro se desplazaba de nuevo, pero esta
vez en sentido contrario

M. Faraday

La desviación de la aguja del galvanómetro
sólo podía ser explicada mediante la
existencia de una corriente, denominada
corriente inducida, que esproducida por una
fuerza electromotriz, que se conoce como
fem inducida.
¿Fue Faraday el primer científico en hacer esta experiencia?
J. D. Colladon

¡¡¡No!!!

Colladon, Ginebra (1825)

Experiencia de Henry (1831)


Joseph Henry observó que si un conductor se mueve perpendicularmente en un campo
magnético aparece una diferencia de potencial en sus extremos.



Cuando se invertíael sentido del movimiento, cambiaba la polaridad de los extremos.



Al cesar el movimiento desaparecía dicha diferencia de potencial

¿Posible explicación?
Para un observador que se mueva con la varilla, los electrones se
ponen en movimiento mediante la acción de un campo eléctrico
cuya intensidad será


 



Fm
−ev × B
 
Eind = ⇒ Eind =
⇒ Eind = B
v×
−e
−e
Estosignifica que se inducirá en la varilla una fuerza electromotriz
(trabajo por unidad de carga) dada por

ε
=

∫

C



Eind ⋅ dr ⇒ ε
=

∫

  
(v × B ) ⋅ dr

C

A esta fuerza electromotriz (fem) se la denomina fem de movimiento

Leyes de la inducción electromagnética


Si la resistencia del circuito es despreciable el valor de esta fem inducida es igual a ladiferencia de potencial.



Como el campo y la velocidad son constantes, el campo eléctrico inducido resultará ser
también constante. Puesto que el vector intensidad de campo eléctrico y el desplazamiento
elemental apuntan hacia las cargas positivas, integrando, la fem resulta;

ε = VC − VD = Eind ⋅ L ⇒ ε = vBL

Donde el extremo C está a mayor potencial
que el D

Ley Faraday y ley de LenzEl fenómeno de la inducción electromagnética se rige por dos leyes: una de tipo
de tipo cuantitativo que determina la magnitud de la fem inducida, la Ley de
Faraday y otra de tipo cualitativo, que explica físicamente el origen del sentido de
la corriente inducida, la ley de Lenz:
 La Ley de Faraday establece que la fem inducida en un circuito es directamente
proporcional a la rapidez con...