Fundamentos del Electromagnetismo: De la Ley de Faraday a la Ley de Laplace

Ley de Faraday-Lenz e Inducción Electromagnética

Faraday explicó los fenómenos de inducción electromagnética detallando que, en todos los experimentos en los que se producía una fuerza electromotriz inducida (f.e.m.), había tenido lugar previamente una variación del flujo que atravesaba el circuito.

Ley de Faraday-Henry

La fuerza electromotriz E inducida en un circuito es igual a la variación del flujo magnético Φ que lo atraviesa por unidad de tiempo.

Ley de Lenz

La Ley de Lenz establece que el sentido de la corriente inducida se opone a la variación del flujo que la produce. El conjunto de las leyes de Faraday y Lenz se expresa matemáticamente incluyendo el signo negativo (-).

Fuerza de Lorentz

La fuerza de Lorentz indica la fuerza que sufre una carga eléctrica cuando se mueve en el seno de campos magnéticos y eléctricos. La expresión matemática es:

Las principales consecuencias de esta ley son:

• La fuerza eléctrica es paralela al campo eléctrico.
• La fuerza magnética es perpendicular tanto al campo magnético como a la velocidad de propagación.
• El módulo de la fuerza depende del ángulo que formen entre ambos vectores.

Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb rige las interacciones entre dos cargas eléctricas puntuales en reposo. Si tenemos dos cargas eléctricas q1 y q2, en reposo y separadas por una determinada distancia R, la fuerza de interacción entre ellas presenta las siguientes características:

• Es directamente proporcional al producto de las cargas.
• Es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
• Las fuerzas son repulsivas cuando las cargas poseen el mismo signo y atractivas si son de distinto signo.

Ley de Biot-Savart y la Regla de la Mano Derecha

El campo magnético B disminuye con la distancia al conductor y es proporcional a la intensidad de corriente que circula por él. Sus propiedades vectoriales son:

• Dirección: Es tangente a la circunferencia con centro en el hilo conductor que pasa por el punto P.
• Sentido: Depende del sentido de la corriente, determinado según la regla de la mano derecha.

Ley de Laplace

La Ley de Laplace establece que la fuerza que ejerce un campo magnético sobre un conductor rectilíneo depende de los siguientes factores:

• La intensidad de la corriente.
• La longitud del conductor contenida dentro del campo.
• El ángulo que forma el conductor con las líneas del campo magnético.