Inducción Electromagnética: Fundamentos de las Leyes de Faraday y Lenz
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Inducción Electromagnética: Leyes de Faraday y Lenz
Si introducimos un imán en una bobina, ocurre que, mientras el imán esté en movimiento, el galvanómetro pone de manifiesto que está pasando una corriente por la bobina. Si el imán está quieto, el galvanómetro no detecta el paso de corriente. Si el imán se mueve alejándose de la bobina, el galvanómetro se desvía nuevamente, pero en sentido contrario, lo que indica que la corriente en la bobina ahora fluye en dirección opuesta.
El Flujo Magnético (Φ)
Se denomina flujo magnético (Φ) al número de líneas de campo magnético que atraviesan una superficie. Se define a partir de la expresión y su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el Weber (Wb):
Φ = B · S · cos θ
Podemos interpretar las experiencias de Faraday afirmando que la corriente inducida en un circuito se debe a la variación de flujo magnético que lo atraviesa. Como el flujo magnético depende del valor del campo magnético, del valor del área de la superficie y de la orientación de esta en el campo magnético, aparecerán corrientes inducidas en un circuito siempre que:
- Se modifique el campo magnético (B).
- Varíe el área del conductor (S).
- Se altere el ángulo (θ) al cambiar la orientación del circuito respecto al campo.
Leyes Fundamentales de la Inducción Electromagnética
La inducción electromagnética se rige por dos leyes fundamentales: la Ley de Lenz, que determina el sentido de la corriente inducida, y la Ley de Faraday-Henry, que establece el valor de dicha corriente.
Ley de Lenz
El sentido de la corriente inducida en un circuito es tal que se opone siempre a la causa que la ha producido.
Ley de Faraday
La corriente inducida es producida por una fuerza electromotriz (fem) inducida que es directamente proporcional a la rapidez con que varía el flujo magnético y al número de espiras.
Según esta ley, si el flujo magnético varía una cantidad finita ΔΦ en un intervalo de tiempo Δt, la fem media inducida será:
E = -N · ΔΦ / Δt
Y la fem instantánea será:
E = -N · dΦ / dt
Su unidad en el S.I. es el Voltio (V).
La intensidad de la corriente inducida se obtiene mediante la Ley de Ohm:
I = E / R