Ley de Faraday

LEY DE INDUCCIÓN DE FARADAY
La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:


Donde Ees el campo eléctrico, dl es el elemento infinitesimal del contorno C, B es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de dA están dadas por la regla de la mano izquierda.
La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.
Pormedio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:

Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.
En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, lafórmula anterior se transforma en:

Donde E es la fuerza electromotriz inducida y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección de la fuerza electromotriz (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lanz.
Experiencias de FARADAY
Para algunas leyes físicas es difícil encontrar experimentos que conduzcan de una manera directa y convincente a la formulación dela ley. La ley de inducción electromagnética de Faraday, que es una de las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo, es diferente en cuanto a que hay un buen numero de experimentos sencillos de los cuales puede deducirse directamente. Fueron llevados a cabo por Michael Faraday en Inglaterra en 1831 y por Joseph Henry en los Estados Unidos aproximadamente en la misma época. Como la corrienteeléctrica continua que circula por un alambre produce un campo magnético alrededor del mismo, inicialmente Faraday pensó que un campo estacionario podía producir una corriente, Faraday utilizo un montaje como se ve en el grafico.
En este montaje la corriente que pasa por la bobina produce un campo magnético que se concentra en el anillo de hierro, mientas que la bobina de la derecha estaconectada a un galvanómetro. Cuando el campo magnético generado por la bobina izquierda esa estacionario no aparecía corriente inducida en la bobina derecha. Sin embargo aparecía una corriente momentánea en el instante en que se cerraba el interruptor S de la bobina izquierda, cuando se abría de nuevo volvía a observarse una corriente inducida momentáneamente en la bobina derecha y esta tenia sentidocontrario a la primera. Por lo tanto únicamente existía corriente inducida cuando el campo magnético producido por la bobina estaba cambiado.

Aplicaciones de la Ley de Faraday. Generadores de fuerza electromotriz.
La ley de Faraday proporciona el principio para la conversión de energía mecánica en energía eléctrica. Los dispositivos utilizados son el resultado de un gran desarrollo tecnológico, perolos principios básicos de su funcionamiento pueden entenderse considerando una espira girando en el seno de un campo magnético. Producción de una corriente alterna La corriente alterna se caracteriza porque su sentido cambia alternativamente con el tiempo. Ello es debido a que el generador que la produce invierte periódicamente sus dos polos eléctricos, convirtiendo el positivo en negativo yviceversa, muchas veces por segundo. La ley de Faraday establece que se induce una fuerza electromotriz en un circuito eléctrico siempre que varíe el flujo magnético que lo atraviesa.


MATERIALES DIAMAGNÉTICOS
Los materiales denominados diamagnéticos se caracterizan por ser repelidos por los imanes (es lo opuesto a los materiales ferromagnéticos, que son atraídos por los imanes). El fenómeno del...