Inducción Electromagnética: Fundamentos y Leyes Clave de Faraday y Lenz

Inducción Electromagnética: Fundamentos y Leyes Clave

¿Qué es la Fuerza Electromotriz (FEM) Inducida?

La fuerza electromotriz (FEM) inducida es directamente proporcional a la velocidad de variación del flujo magnético. Es importante destacar que la FEM es independiente de la causa que provoca dicha variación de flujo. A pesar de su nombre, no es una fuerza en el sentido mecánico, sino una medida de la diferencia de potencial generada, por lo que sus unidades son los voltios (V).

Métodos para Inducir Corriente Eléctrica

Existen diversas formas de inducir una corriente eléctrica en un circuito:

• Variar el campo magnético: Esto se logra acercando o alejando un imán y una espira entre sí.
• Variar el tamaño de la superficie: Modificando el área de la espira expuesta al campo magnético.
• Variar la orientación de la espira: Girando la espira dentro de un campo magnético.

Leyes Fundamentales de la Inducción Electromagnética

La inducción electromagnética está regulada por dos leyes fundamentales:

Ley de Faraday-Henry: La Inducción Electromagnética

La Ley de Faraday-Henry (formulada por Michael Faraday, 1791-1867, y Joseph Henry) establece que la fuerza electromotriz (E) inducida en un circuito es igual a la variación del flujo magnético (Φ) que lo atraviesa por unidad de tiempo. En otras palabras, la FEM inducida es directamente proporcional a la velocidad de variación del flujo magnético.

Ley de Lenz: El Sentido de la Corriente Inducida

La Ley de Lenz (formulada por Heinrich Lenz, 1804-1865) complementa la Ley de Faraday al determinar el sentido de la corriente inducida. Esta ley postula que el sentido de la corriente inducida se opone siempre a la variación de flujo magnético que la produce. Es una manifestación del principio de conservación de la energía.

Ejemplos Prácticos de la Ley de Lenz

Cuando el Imán se Acerca a la Espira

Cuando un imán se acerca a una espira (por ejemplo, por el polo norte), el flujo magnético a través de la espira aumenta debido al incremento de líneas de campo que la atraviesan. Según la Ley de Lenz, el sentido de la intensidad de corriente inducida será aquel que cree un campo magnético que tienda a disminuir este flujo. Para lograrlo, la espira debe generar un campo magnético que se oponga al del imán, es decir, hacia la izquierda (si el imán se acerca por la derecha). De acuerdo con la regla del tornillo (o regla de la mano derecha), esto implica que la intensidad, vista desde la posición del imán, se mueva en sentido antihorario.

Cuando el Imán se Aleja de la Espira

Por el contrario, cuando un imán se aleja de una espira (por ejemplo, por el polo norte), el flujo magnético a través de la espira disminuye debido a la reducción de líneas de campo que la atraviesan. La Ley de Lenz dicta que el sentido de la intensidad de corriente inducida será aquel que cree un campo magnético que tienda a aumentar este flujo, oponiéndose a la disminución. Para ello, la espira debe generar un campo magnético en la misma dirección que el del imán, es decir, hacia la derecha (si el imán se aleja hacia la derecha). Aplicando la regla del tornillo (o regla de la mano derecha), esto significa que la intensidad, vista desde la posición del imán, se moverá en sentido horario.