Estudiante

En una demostración clave de la inducción electromagnética figura10.1, se conecta un galvanómetro con una espira y se hace mover un imán de un lado a otro por el eje de la espira.  Mientras el imán se mantiene fijo nada sucede, pero cuando está en movimiento, la aguja del galvanómetro se desvía de un lugar a otro, indicando la existencia de corriente eléctrica y por ende de una fuerzaelectromotriz en el circuito espira-galvanómetro.  Si el imán se mantiene estacionario y la espira se mueve ya sea hacia o alejándose del imán, la aguja también se desviara.  A partir de estas observaciones, puede concluirse que se establece una corriente en un circuito siempre que haya un movimiento relativo entre el imán y la espira.
La corriente que aparece en este experimento se llama corrienteinducida, la cual se produce mediante una fem inducida. Nótese que no existen baterías en ninguna parte del circuito.
En otro experimento como la figura 10.2.  Las espiras se colocan una cerca de la otra pero en reposo la una con respecto de la otra.  Cuando se cierra el interruptor S, creando así  una corriente estacionaria en la bobina de la derecha, el galvanómetro marca momentáneamente; cuando seabre el interruptor, interrumpiendo de este modo la corriente, el galvanómetro marca nuevamente, pero en dirección contraria.
El experimento muestra que existe una fem inducida en la espira izquierda de la figura 10.2 siempre que la corriente de la derecha estecambiando.  Lo que es significativo aquí es la velocidad a la que cambia la corriente y no a la intensidad de la corriente.
Lacaracterística común de estos dos experimentos es el movimiento ocambio.  La causa de las fem inducidas es el imán en movimiento o la corriente cambiante.
En otras pruebas diferentes se muestran las propiedades importantes de la inducción.  Si se repite el experimento con el mismo imán de la figura 10.1 pero con una espira de área transversal mayor se produce una fem mayor; por lo tanto  la fem inducida en laespira es proporcional a su área.  En todos estos experimentos no es el cambio del campo magnético lo importante, sino el cambio en su flujo a través del área de la espira.
Por último, los experimentos demuestran que la indicación o lectura del galvanómetro es también proporcional a la cantidad de espiras que forman una bobina y a la rapidez con que se producen los cambios.
Para hacer losresultados experimentales cuantitativos, se introduce elflujo magnético  .  El flujo magnético a través de cualquier superficie se define como
| 10.1 |
La unidad del flujo magnético en el SI es el tesla metro2, al cual se le da el nombre de weber ( abreviado Wb) en honor de Wilhelm Weber(1804 -1891).  Esto es,  1weber = 1T.m2.
En términos del flujo magnético, la fem inducida en un circuito estádada por la ley de la inducción de Faraday :
“La fem inducida en un circuito es igual a la rapidez con signo negativo con la que cambia con el tiempo el flujo magnético a través del circuito”.
En términos matemáticos, la ley de Faraday  es
| 10.2 |
El flujo magnético total a través de una bobina con N espiras  es la suma de los flujos que pasa por cada una de sus espiras
| 10.3 |
Entoncesla fem inducida total es
| 10.4 |
Ejemplo 1. Una espira rectangular de alambre con longitud a y ancho b y resistencia R está situada cerca de un alambre infinitamente largo que conduce una corriente i, como se muestra en la figura 10.3.  La distancia desde el alambre largo a la espira es r(t).
Hallar:
a)     La magnitud del flujo magnético a través de la espira.
b)     La fem en la espira almoverse alejándose del alambre largo con una rapidez constante V. 
c)      La corriente en la espira.

Por la ley de Ampère la intensidad del campo magnético creado por un alambre largo que conduce una corriente i a una distancia z del alambre es

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Es decir, el campo varía sobre la espira y  esta dirigido entrando a la pagina, como en la figura.
a) Puesto que   es paralelo a  , se...