Principios de Inducción Electromagnética y Ley de Lenz en Espiras

Interacción entre Espiras y Variación del Campo Magnético

8. Para el esquema de la figura, la espira 1 produce a su alrededor un campo magnético que es más intenso cerca de la espira y menos intenso lejos de ella. Al acercarse la espira 2, las líneas de campo magnético van aumentando y atraviesan la superficie de la espira 2. Esto significa que hay un aumento de flujo magnético entrante en la espira 2. La espira 2 se opone produciendo un campo magnético saliente. Por la regla de la mano derecha, la intensidad producida en la espira 2 tiene sentido antihorario.

Inducción por Movimiento de un Imán

9. i) Suponiendo la espira en el suelo (plano XY) y el imán acercándose en perpendicular (eje Z): aumenta el flujo magnético (líneas de campo magnético B) que atraviesa la superficie de la espira. La espira se opone produciendo un campo magnético, B_e, hacia arriba. Aplicando la regla de la mano derecha, la intensidad inducida en la espira tiene el sentido que se observa en el dibujo.

ii) Cuando el imán está en reposo respecto de la espira, no hay variación de flujo magnético. Por la Ley de Lenz-Faraday, no se produce fuerza electromotriz inducida; es decir, no hay corriente inducida.

Movimiento de una Espira en un Campo Magnético

i) Entrada en el campo magnético

10. i) La espira está entrando en el campo magnético B y, por tanto, aumenta el flujo magnético que la atraviesa. La espira se opone a ese aumento produciendo un campo magnético B_espira saliente por la regla de la mano derecha. La intensidad inducida tiene sentido antihorario.

ii) Desplazamiento dentro del campo

ii) Cuando la espira se desplaza dentro del campo magnético, no hay variación de flujo magnético que atraviesa la espira y, por la Ley de Faraday-Henry, no hay fuerza electromotriz inducida; por lo tanto, no hay intensidad inducida.

iii) Salida del campo magnético

iii) La espira va saliendo del campo magnético B, lo que provoca que vaya disminuyendo el flujo magnético que la atraviesa. La espira se opone produciendo un campo magnético B_espira entrante por la regla de la mano derecha. La intensidad inducida circula en sentido horario.

Condiciones para la Generación de Corriente Inducida

11. Para que se induzca corriente en la espira debe producirse una variación de flujo magnético que la atraviese.

• (i) Si la espira está quieta, el flujo magnético que atraviesa la espira es constante respecto al tiempo, luego no se produce corriente inducida en la espira.
• (ii) Vuelve a ocurrir lo mismo que en el caso anterior.
• (iii) En este caso, el campo magnético disminuye con la distancia al hilo, con lo cual se produce una disminución del flujo magnético que atraviesa la espira y, por lo tanto, se produce corriente inducida.