Ley Induccion Faraday
Páginas: 36 (8788 palabras)
Publicado: 3 de junio de 2012
Induccion Electromagnetica: LEY DE FARADAY
1.- Los Experimentos de Faraday
Bobina de faraday
A raíz de las experiencias realizadas porOersted (1777-1851), en 1819, que habían puesto de manifiesto que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos, los científicos de la época se preguntaban: ¿pueden los campos magnéticos producir corrientes eléctricas? El científico inglés Michael Faraday(1791-1867) demostró que si era posible.
Desde 1824 Michael Faraday (1791-1867) dedica sus esfuerzos a descubrir las corrientes inducidas, pero no obtiene resultados positivos hasta Agosto de 1831, por la inducción de la corriente, que una bobina de hilo de cobre produce sobre otra del mismo material, montadas en un núcleo circular y de hierro dulce.
En poco tiempo, hasta octubre de ese mismoaño Faraday descubre la inducción de corrientes entre bobinas sin núcleo y la inducción de corrientes por un imán en las bobinas (las bobinas utilizadas eran de hilo de cobre forrado de seda).
Se comprobó a partir de estos experimentos, que para inducir corrientes de electricidad dinámica en un circuito, es imprescindible que el circuito que ha de ser inducido corte las líneas de fuerza del campomagnético inductor.
Esta interacción en las líneas de fuerza se consigue de varias maneras, por movimiento del inductor o del inducido y también por variaciones, del flujo de corriente que sustenta el campo magnético.
Con una bobina, un amperímetro y un imán se realizan las siguientes experiencias:
| 1. Se sitúa el imán en reposo dentro del solenoide.2. Se introduce despacio/deprisa el imánen el solenoide.3. Se saca despacio/deprisa el imán del solenoide.Se observa el movimiento de la aguja del amperímetroSe aplica la ley de Lenz, para determinar el sentido de la corriente inducida. |
Para simular la experiencia, empelaremos una bobina de N espiras apretadas de radio R que es atravesada por un imán, tal como se muestra en la figura. El imán se mueve con velocidad constante vsobre uncarril de aire
En esta página, el campo magnético producido por un imán, se aproximará a la suma vectorial de los campos producidos por un par de cargas puntuales magnéticas o monopolos situados en sus extremos.
Descripción
| Un imán largo y delgado se puede aproximar por un sistema formado por dos cargas magnéticas iguales y opuestas colocadas en sus extremos. Si la longitud del imánes L, y su momento dipolar magnético es m, las cargas magnéticas valen q=±m/L. |
El campo magnético B en las proximidades de un polo magnético tiene una expresión similar a la del campo eléctrico de una carga puntual.
donde m0=4π·10-7 es la permitividad magnética en el vacío .El campo tiene dirección radial y apunta hacia fuera o hacia la carga según sea q positiva o negativa, su módulodisminuye con la inversa del cuadrado de la distancia a la carga magnética
| El campo magnético total en un punto del eje del imán a una distancia z de su centro, es la suma del campo magnético producido por la carga positiva y el campo producido por la carga negativa. |
Midiendo el campo magnético B a una distancia z del centro del imán, podemos determinar el momento magnético m del imán.
Flujo yfem producidos por la carga q+
El flujo del campo magnético a través de una espira situada a una distancia x>0 de la carga magnética +q es
donde dS=2πy·dy es el área del anillo comprendido entre los radios y e y+dy.
Cuando x<0, el flujo cambia de signo
Para calcular la fem derivamos el flujo respecto del tiempo y lo cambiamos de signo
La fem inducida en la espira por la cargamagnética positiva +q cuando se mueve con velocidad constante v a lo largo del eje Z de la espira, es
| La fem tiene el mismo valor y la corriente inducida tiene el mismo sentido tanto si x>0 como si x<0, tal como vemos en la figura. |
Flujo y fem producidos por las dos cargas magnéticas
Consideremos ahora que z es la distancia entre el centro del imán y el centro de las N espiras...
1.- Los Experimentos de Faraday
Bobina de faraday
A raíz de las experiencias realizadas porOersted (1777-1851), en 1819, que habían puesto de manifiesto que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos, los científicos de la época se preguntaban: ¿pueden los campos magnéticos producir corrientes eléctricas? El científico inglés Michael Faraday(1791-1867) demostró que si era posible.
Desde 1824 Michael Faraday (1791-1867) dedica sus esfuerzos a descubrir las corrientes inducidas, pero no obtiene resultados positivos hasta Agosto de 1831, por la inducción de la corriente, que una bobina de hilo de cobre produce sobre otra del mismo material, montadas en un núcleo circular y de hierro dulce.
En poco tiempo, hasta octubre de ese mismoaño Faraday descubre la inducción de corrientes entre bobinas sin núcleo y la inducción de corrientes por un imán en las bobinas (las bobinas utilizadas eran de hilo de cobre forrado de seda).
Se comprobó a partir de estos experimentos, que para inducir corrientes de electricidad dinámica en un circuito, es imprescindible que el circuito que ha de ser inducido corte las líneas de fuerza del campomagnético inductor.
Esta interacción en las líneas de fuerza se consigue de varias maneras, por movimiento del inductor o del inducido y también por variaciones, del flujo de corriente que sustenta el campo magnético.
Con una bobina, un amperímetro y un imán se realizan las siguientes experiencias:
| 1. Se sitúa el imán en reposo dentro del solenoide.2. Se introduce despacio/deprisa el imánen el solenoide.3. Se saca despacio/deprisa el imán del solenoide.Se observa el movimiento de la aguja del amperímetroSe aplica la ley de Lenz, para determinar el sentido de la corriente inducida. |
Para simular la experiencia, empelaremos una bobina de N espiras apretadas de radio R que es atravesada por un imán, tal como se muestra en la figura. El imán se mueve con velocidad constante vsobre uncarril de aire
En esta página, el campo magnético producido por un imán, se aproximará a la suma vectorial de los campos producidos por un par de cargas puntuales magnéticas o monopolos situados en sus extremos.
Descripción
| Un imán largo y delgado se puede aproximar por un sistema formado por dos cargas magnéticas iguales y opuestas colocadas en sus extremos. Si la longitud del imánes L, y su momento dipolar magnético es m, las cargas magnéticas valen q=±m/L. |
El campo magnético B en las proximidades de un polo magnético tiene una expresión similar a la del campo eléctrico de una carga puntual.
donde m0=4π·10-7 es la permitividad magnética en el vacío .El campo tiene dirección radial y apunta hacia fuera o hacia la carga según sea q positiva o negativa, su módulodisminuye con la inversa del cuadrado de la distancia a la carga magnética
| El campo magnético total en un punto del eje del imán a una distancia z de su centro, es la suma del campo magnético producido por la carga positiva y el campo producido por la carga negativa. |
Midiendo el campo magnético B a una distancia z del centro del imán, podemos determinar el momento magnético m del imán.
Flujo yfem producidos por la carga q+
El flujo del campo magnético a través de una espira situada a una distancia x>0 de la carga magnética +q es
donde dS=2πy·dy es el área del anillo comprendido entre los radios y e y+dy.
Cuando x<0, el flujo cambia de signo
Para calcular la fem derivamos el flujo respecto del tiempo y lo cambiamos de signo
La fem inducida en la espira por la cargamagnética positiva +q cuando se mueve con velocidad constante v a lo largo del eje Z de la espira, es
| La fem tiene el mismo valor y la corriente inducida tiene el mismo sentido tanto si x>0 como si x<0, tal como vemos en la figura. |
Flujo y fem producidos por las dos cargas magnéticas
Consideremos ahora que z es la distancia entre el centro del imán y el centro de las N espiras...
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