fem inducida

Tema:
Circuito en serie y paralelo






Fem inducida: Ley de Faraday y ley de Lenz


Fem significa fuerza electromotriz que es un voltaje o diferencia de potencial eléctrico capaz de crear una corriente eléctrica.

a) Se dice que cuando un imán se mantiene estacionario cerca de una espira de alambre conductor NO induceninguna fem y por lo tanto no produce corriente en esa espira.

b) Se dice que cuando el imán se acerca a la espira la aguja de un galvanómetro indica que existe una corriente en la espira, pero solo durante el movimiento.


c) Se dice que cuando el imán se aleja de la espira, la aguja del galvanómetro se desvía en dirección contraria.



El galvanómetro indica la presencia decorrientes inducidas y también indica si la espira se mueve alejándose o acercándose de un imán estacionario. Por lo tanto podemos decir que el efecto depende de la rapidez de ese movimiento.
Sin embargo existe una excepción notable si una espira se mueve sin girar dentro de un campo magnético es decir se mueve en dirección paralela a la del campo magnético uniforme no se induce corriente.


Se puedeinducir corriente en una espira estacionaria de alambre que consiste en variar la corriente en otra espira cercana. Cuando en interruptor de la batería se cierra, la corriente de la espira derecha pasa de cero a algún valor constante en la batería. Solo durante ese tiempo el campo magnético provocado por l corriente en esa espira aumenta en la región de la espira izquierda. En ese momento elgalvanómetro indica que hay corriente en la espira izquierda. Cuando la corriente en la espira izquierda llega a su valor estable, el campo magnético que se produce se vuelve constante y la corriente en la espira izquierda baja a cero.
De igual manera cuando se abre el interruptor de la espira derecha su corriente y su campo disminuye hasta llegar a cero y el galvanómetro se desvía en direccióncontraria.



Flujo magnético:
La fem inducida depende de la rapidez de cambio de la cantidad de líneas de campo magnético que pasen por ellas, para determinarla se necesita cuantificar la cantidad de líneas de campo que pasan por ella. Consideremos una espira de alambre dentro de un campo magnético uniforma la cantidad de líneas de campo que pasan por ella dependen de su área, de su orientaciónen relación con el campo y de la intensidad del campo. Para describir la orientación de la espira se emplea el concepto de un vector área (A), Su dirección normalmente al plano de la espira, y su magnitud es igual a su área. Para medir la orientación relativa, se usa un ángulo que se forma entre el vector campo magnético y el vector área.
Φ= BA cosθ.
Donde A es el área de la superficie, B es campo eléctrico y θ es el ángulo entre el vector área y la dirección del flujo.

La unidad SI de campo magnético es el tesla y las unidades SI de flujo magnético es T m .
La orientación de la espira con respecto al campo magnético afecta la cantidad de líneas de campo que pasan por ella, y ese factor se explica por el término de cosenoen la ecuación.






Descripción de varias orientaciones posibles:
























Ley de Faraday :

Faraday descubrió que se produce una Fem inducida en una espira o en un circuito completo siempre que cambia la cantidad de líneas de campo magnético que pasa por el plano de la espira o círculo.
-Faraday determinó que la fem ℰ inducida en una bobina (queconsiste en una serie de N espiras) depende de la rapidez de cambio de la cantidad de líneas de campo magnético que pasa por todas las vueltas, es decir, la rapidez de cambio de flujo magnético por todas las vueltas (flujo total). Esta dependencia se llama ley de Faraday de la inducción y se expresa en forma matemática como sigue:


Donde △Φ es el cambio de flujo que pasa por una espira, N es...