Inducción Electromagnética: Ley de Faraday y Ley de Lenz

Tras la experiencia de Oersted, Faraday estaba convencido de que un campo magnético tenía que originar una corriente eléctrica. Para ello, realizó 3 experiencias:

Primera experiencia

Conectó una espira a un galvanómetro y observó que si no hay ningún generador en el circuito, no circula corriente por la espira y el galvanómetro marca 0; pero al aproximar un imán a la espira, observó varios cambios: fotos cambios, en 0, metiendo, en el medio.

Segunda experiencia

Para esta experiencia, cambió la espira por una bobina, y observó que la intensidad es proporcional al número de espiras de la bobina del circuito inducido. Imán en bobina, conectado galván, solo cuando acerca o alejamos, corr inducida.

Tercera experiencia

Ahora, Faraday usó un circuito formado por un solenoide, una resistencia y una pila. Por él, circulaba una corriente eléctrica cuando cerramos el interruptor, i, y dejaba de circular si lo abríamos. Con ello se observó que solo hay corriente inducida cuando varía la corriente del circuito primario, lo que supone una modificación del campo magnético que produce. Foto bobina, izq i, R, y P, derecha galvánm.

Como representamos el campo magnético por medio de líneas de campo, podemos relacionar visualmente el flujo magnético con el número de líneas que atraviesan la superficie. Su fórmula es:

Flujo = integral de s, B x dS (Wb).

El flujo magnético a través de una espira plana colocada en un campo magnético constante es Flujo = B x S x cos0- y, por tanto, varía cuando lo hace alguno de estos factores:

• El valor del campo magnético, B, ya que al variar la intensidad del circuito modificamos el campo magnético.
• La superficie de la espira, S, ya que si cambia la superficie, el flujo que la atraviesa cambiará también y con él, el sentido de la corriente.
• El ángulo entre el campo y la espira, 0-, ya que si lo modificamos, la superficie efectiva de la espira cambiará con el tiempo, variando, por tanto, el flujo que la atraviesa y la corriente inducida.

La relación entre la variación del flujo magnético y la fuerza electromotriz (f.e.m.) que produce es la Ley de Faraday que dice que el valor de la f.e.m inducida en cada instante en un circuito es igual a la variación temporal del flujo magnético que lo atraviesa:

E = dflujo/dt = flujo2-1/incrt, (V).

Más tarde, se dedujo el sentido con que circula la corriente inducida a través de la Ley de Lenz que dice que el sentido de la corriente inducida es tal que se opone al efecto que la produce. El campo magnético producido por la corriente inducida intenta contrarrestar la variación del flujo magnético del inductor. La expresión de Faraday-Lenz es:

E = -dflujo/dt.