Fisica

INSTITUTO TECNOLOGICO
UNIDAD 5
5.1 INTRODUCCION – 5.2 INDUCCION ELECTROMAGNETICO
La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en una sola teoría los conocimientos básicossobre la electricidad y el magnetismo. Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició para la humanidad la era de las telecomunicaciones.
El descubrimiento, debido a Oersted, de que una corriente eléctrica produce un campo magnético estimuló la imaginación de los físicos de la épocay multiplicó el número de experimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad y el magnetismo. En ese ambiente científico pronto surgiría la idea inversa de producir corrientes eléctricas mediante campos magnéticos. Algunos físicos famosos y otros menos conocidos estuvieron cerca de demostrar experimentalmente que también la naturaleza apostaba por tan atractiva idea. Pero fueFaraday el primero en precisar en qué condiciones podía ser observado semejante fenómeno. A las corrientes eléctricas producidas mediante campos magnéticos Faraday las llamó_ corrientes inducidas. _Desde entonces al fenómeno consistente en generar campos eléctricos a partir de campos magnéticos variables se denomina inducción electromagnética.
La inducción electromagnética constituye una piezadestacada en ese sistema de relaciones mutuas entre electricidad y magnetismo que se conoce con el nombre de electromagnetismo. Pero, además, se han desarrollado un sin número de aplicaciones prácticas de este fenómeno físico. El transformador que se emplea para conectar una calculadora a la red, la dinamo de una bicicleta o el alternador de una gran central hidroeléctrica son sólo algunos ejemplosque muestran la deuda que la sociedad actual tiene contraída con ese modesto encuadernador convertido, más tarde, en físico experimental que fue Michael Faraday.
5.3 LEY DE FARADAY
La Ley de Faraday establece que la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que lo atraviesa
La inducción electromagnética fue descubiertacasi simultáneamente y de forma independiente por Michael Faraday y Joseph Henry en 1830. La inducción electromagnética es el principio sobre el que se basa el funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchos otros dispositivos.
Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de circuito en una región en la que hay un campo magnético. Si el flujo F a través del circuitovaría con el tiempo, se puede observar una corriente en el circuito (mientras el flujo está variando). Midiendo la fem inducida se encuentra que depende de la rapidez de variación del flujo del campo magnético con el tiempo.
5.4 LEY DE LENZ
El sentido de la 'fem' inducida es tal que siempre tiende a oponerse a la variación del flujo magnético (lo cual explica el signo (-)).
La variacióntemporal del flujo magnético enlazado por un circuito puede deberse a varias causas, entre las cuales se puede mencionar:
i)
ii)
El circuito se mueve.
iii)
El circuito se deforma.
Por supuesto, una combinación de las causas anteriores también producirá variación del flujo. Observemos también que la Ley de Faraday es una ley experimental, que no puede deducirse,-en su formageneral, de ningún otro hecho previamente conocido.
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El flujo magnético es {draw:frame} ,
{draw:frame}
por lo tanto,
{draw:frame}
Supongamos que el circuito no se mueve ni se deforma, entonces la variación del flujo {draw:frame} sólo puede deberse a la variación temporal de {draw:frame} , es decir {draw:frame} , luego
{draw:frame}
Usando el teorema de Stokes,...