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TEMA 4 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

1.- Introducción
2.- Experiencias de Faraday-Henry
3.- Flujo magnético. Interpretación de las experiencias de Faraday-Henry
4.- Leyes de Lenz y de Faraday
5.- Producción de corrientes alternas
6.- Inducción mutua y transformadores
7.- La energía eléctrica. Importancia de su producción e impacto medio ambiental.

1.- InTRODUCción

La primeraevidencia de la relación que existe entre la electricidad y el magnetismo tuvo lugar en 1820 cuando Oersted puso de manifiesto que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos. Los científicos de la época se preguntaron si era posible el fenómeno inverso, es decir, la posibilidad de originar una corriente a partir de un campo magnético. Las experiencias llevadas a cabo por el inglés MichaelFaraday (1791-1867), el norteamericano Joseph Henry (1797-1878) y el ruso Heinrich Lenz (1804-1865) fueron determinantes en la obtención de corrientes inducidas a partir de campos magnéticos variables, fenómeno que se conoce como inducción electromagnética.
Faraday no fue el primero en producir electricidad a partir del magnetismo; J. Henry se le adelantó en algunos meses, aunque no publicó sutrabajo hasta un año más tarde, después de que lo hiciera Faraday. Sin embargo, Faraday ha pasado a la historia como el descubridor de la inducción electromagnética no porque publicara antes sus resultados sino porque fue capaz de analizarlos y de encontrar el principio general que guía toda esta clase de fenómenos.

2.- Experiencias de Faraday-HENRY

Los múltiples experimentos que Faraday yHenry realizaron se pueden resumir esquemáticamente de la siguiente manera:
a) Supongamos una espira que no está conectada a ninguna fuente de alimentación, y un galvanómetro. Al aproximar o alejar el polo norte de un imán a la espira, el galvanómetro detecta el paso de una corriente eléctrica.

Se observa además que:
• Cuando más rápido es el movimiento del imán mayor es el movimiento de laaguja en el galvanómetro.
• Si se para el imán el galvanómetro vuelve a marcar cero.
• El sentido de la corriente al acercar el imán es contrario a su sentido cuando lo alejamos.
• Si mantenemos fijo el imán y acercamos la espira, los resultados son los mismos.
• Si acercamos o alejamos el imán por el polo sur aparece corriente circulando pero de sentidos contrarios a las que aparecían alacercar o alejar el imán por el polo norte.
• Si en lugar de una espira repetimos la experiencia con un solenoide, los efectos observados son idénticos aunque más intensos.

b) En una segunda experiencia se sustituye el imán por un pequeño solenoide conectado a una batería. Todo sucede como en la primera experiencia:
• Al acercar o alejar el solenoide a la expira, el galvanómetro se desvía en unoy otro sentido.
• Si se mantiene fijo no aparece corriente.
• Si se cambia la polaridad de la batería que alimenta al solenoide, el sentido de la corriente inducida se invierte.

c) En tercer lugar, se disponen de dos espiras tal y como muestra la figura siguiente. La espira 1 tiene una resistencia variable, una batería y un interruptor. La espira 2 está conectada a un galvanómetro.

Seobserva que:
• No hay desviación en el galvanómetro cuando el interruptor está abierto o cerrado.
• Cuando se cierra el interruptor, el galvanómetro se desvía momentáneamente; lo mismo ocurre cuando se abre aunque la desviación es de sentido contrario.
• Si se sustituye la espira 1 por un solenoide con una resistencia variable para aumentar o disminuir la intensidad de la corriente, se obtienenidénticos resultados.

Lo realmente notable de todas estas experiencias es que se genere una corriente eléctrica sin que exista ninguna batería. Dicha corriente se denomina corriente inducida producida por una fuerza electromotriz (fem) que recibe el nombre de fem inducida. En la formación de las corrientes inducidas se distinguen dos elementos:
1. El inducido es el circuito donde aparece la...