Inducción electromagnética: experiencias de Faraday y flujo magnético

Introducción a la Inducción Electromagnética

El físico y químico Michael Faraday, en 1831, demostró experimentalmente que se puede inducir una corriente eléctrica a partir de un campo magnético. Sus experiencias sentaron las bases de la inducción electromagnética.

Experiencias Fundamentales de Faraday

Primera Experiencia: Movimiento de un Imán y una Bobina

Faraday conectó los extremos de una bobina a un galvanómetro para poder medir la corriente. Observó lo siguiente:

• Al acercar el imán a la bobina, aparece una corriente inducida durante el movimiento.
• El sentido de la corriente inducida en la bobina se invierte si alejamos el imán.
• Con la bobina y el imán fijos, no se observa corriente inducida alguna.

Se obtienen los mismos resultados si se mantiene fijo el imán y se mueve la bobina. En esta experiencia, la intensidad de la corriente inducida depende de:

• La velocidad con la que se mueva el imán (o la bobina).
• La intensidad del campo magnético.
• El número de espiras de la bobina.

Interpretación de Faraday

Faraday interpretó que para inducir una corriente eléctrica en un circuito es necesario variar el número de líneas de inducción magnética que lo atraviesan.

Segunda Experiencia: Cierre y Apertura de un Circuito Eléctrico

Faraday realizó otra experiencia en la que se induce una corriente sin tener que alterar las posiciones relativas del circuito o de la fuente del campo magnético. Para ello, enrolló dos bobinas alrededor de una barra de hierro. La primera bobina la conectó a una batería con un interruptor K. La segunda bobina la conectó a un galvanómetro para medir la corriente inducida al cerrar y abrir el interruptor K. Los resultados fueron los siguientes:

• Al conectar el interruptor, se induce una corriente eléctrica en la segunda bobina. Las corrientes en las dos bobinas circulan en sentidos contrarios.
• Al desconectar el interruptor, se induce de nuevo una corriente eléctrica en la segunda bobina. Ahora, la corriente inducida tiene sentido opuesto a la del caso anterior.
• Se induce corriente en la segunda bobina mientras aumenta o disminuye la intensidad de corriente en la primera bobina, pero no mientras se mantiene constante.

Esto demuestra que la inducción de la corriente eléctrica en un circuito es debida a campos magnéticos variables.

Conceptos Clave

Inducción Electromagnética

La inducción electromagnética consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito cuando varía el número de líneas de inducción magnética que lo atraviesan.

Flujo Magnético

Faraday explicó de forma cualitativa el fenómeno de la inducción electromagnética a través del concepto de flujo magnético. El flujo magnético a través de una superficie es el número de líneas de inducción magnética que atraviesan dicha superficie. La unidad del flujo magnético en el Sistema Internacional (SI) es el weber (Wb).