induccion de faraday

INTRODUCCION





Como siempre hemos vistos que un campo eléctrico se puede producir por medio de un campo magnético. Donde en estos temas aprenderemos como la corriente eléctrica se puede generar mediante un conductor q tiene un movimiento relativo con respecto al campo magnético.
Donde una bobina giratoria en un campo magnetico índuce a una fuerza electromotriz origina una corrientealterna. Que a este proceso le podemos llamar inducción electromagnética.











LEY DE INDUCCION DE FARADAY
Se principia con el descubrimiento de dos experimentos sencillos que demuestra que una corriente puede ser producida por un campo magnético cambiante. Primero considérese una espiral de alambre conectada a un galvanómetro como en la figura 31.1. Si un imán se mueve hacia laespiral, la aguja del galvanómetro se desviara en dirección como se muestra en la figura 31.1a. Si el imán alejándose de la espiral, la aguja del galvanómetro se desviara en dirección opuesta como en la figura 31.1b. Si el imán se mantiene estacionario en relación a la espira, no se observara desviación. Finalmente, si el imán permanece estacionario y la espira se mueve acercándola y alejándoladel imán, la aguja del galvanómetro también se defletara. A partir de estas observaciones, se puede concluir que siempre que exista un movimiento relativo entre el imán y el círculo de la espira se generara una corriente en el circuito.


Faraday descubrió que cuando un conductor corta las líneas de flujo magnético, se produce una fem entre los extremos de dicho conductor.
Resumiendo losexperimentos
1. El movimiento relativo entre el conductor y un campo magnético induce una fem en el conductor
2. La dirección de la fem inducida depende de la dirección del movimiento del conductor con respecto al campo
3. La magnitud de la fem es directamente proporcional a la rapidez con la que es conductor corta las líneas de flujo electromagnético.
4. La magnitud de la fem es directamenteproporcional al número de esperas del conductor que cruza las líneas de flujo.
Un flujo magnético que cambia con rapidez de un weber por segundo inducirá una fem de un volt por cada espira del conductor.
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un mediomóvil respecto a un campo magnético estático.
Matemáticamente se puede expresar como:
1
Φ = Flujo magnético en weber
t = Tiempo en segundos
y el signo − es debido a la Ley de Lenz.
La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.ENERGÍA ASOCIADA AL CAMPO MAGNETICO
La fem inducida por un inductor impide a la batería establecer instantáneamente una corriente.  Por lo tanto, la batería tiene que realizar un trabajo contra el inductor para generar una corriente.
Parte de la energía suministrada por la batería se convierte en calor en la resistencia por el efecto Joule, mientras que la energía restante sealmacena en le campo magnético del inductor.
Si se multiplica cada término de la ecuación   por la corriente I y se ordenan los términos de la expresión, se tiene:

Esta ecuación dice que la razón con la cual la batería suministra energía, IE, es igual a la suma del calor perdido en la resistencia por efecto Joule, I2R, y la razón con la cual se almacena energía en el inductor, LI (dI/dt). Por lo tanto, la ecuación anterior es una expresión de la conservación de la energía.  Si Um designa la energía almacenada en el inductor para cualquier tiempo, entonces la razón dUm/dt con la cual se almacena energía en el inductor se puede escribir en la forma

Para encontrar la energía almacenada en el inductor, se puede escribir esta ecuación como dUm=LI dI e integrar:

 Donde L es...