Download fem inducida y flujo magnético.

Física.
FEM INDUCIDA Y FLUJO MAGNÉTICO.
En 1831 Faraday1 mediante un experimento demostró que un campo
magnético variable puede producir una corriente.
Faraday concluyó que podía producir una corriente eléctrica mediante un campo
magnético variable, deduciendo la ley que permite determinar la magnitud y
dirección de las fuerzas electromotrices inducidas.
En la figura se observa que el amperímetro se
encuentra conectado a una espira, cabría de esperar que en el
mismo no se mostrase corriente alguna, porque el circuito
carece de una fem. Pero mientras el imán se mueve, la aguja
del amperímetro se desvía e indica que se ha creado una
corriente en la bobina. La corriente que aparece en este
experimento recibe el nombre de corriente inducida y se dice
que la crea una fuente electromotriz inducida.
El experimento de la figura muestra dos bobinas, la primaria conectada a una fem, y
la secundaria conectada a un amperímetro.
Nuevamente en el circuito secundario no debería
detectarse corriente alguna; pero si se cierra el
interruptor en el circuito primario, el amperímetro mide
una corriente en el secundario y luego regresa a cero.
Cuando el interruptor se abre, el amperímetro lee una
corriente en la dirección opuesta y otra vez regresa a
cero. Si la corriente es estable en el circuito primario, el
amperímetro lee cero. Esto implica que la corriente
producida en el circuito secundario ocurrió sólo durante
un instante mientras el campo magnético a través de la
bobina secundaria es variable. El circuito secundario se
La bobina se enrolla en torno a un anillo
comporta como si una fuente de fem se conectara a él
de hierro para intensificar el campo
durante un corto tiempo.
En el circuito secundario un campo magnético
variable produce una fem variable.
magnético producido por la corriente en
la bobina.
En el circuito secundario no hay batería.
1
Michael Faraday (1791 - 1867) : Físico inglés; considerado como el mayor científico experimental del
siglo XIX. Descubre la inducción electromagnética y las leyes de la electrólisis. Sus aportes incluyen
la invención del motor eléctrico, el generador eléctrico y el transformador.
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Prof.: Soledad Portillo
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FLUJO MAGNÉTICO.
Los experimentos de Faraday demostraron que el cambio del número de líneas de
campo2 que pasan por una espira de circuito es lo que induce la fuerza electromotriz en ella.
La rapidez del cambio en el número de líneas del campo que pasan a través de la espira es lo
que causa la fuerza electromotriz inducida.
A semejanza del flujo eléctrico, el flujo magnético Φ B puede considerarse como
una medida del número de líneas que cruzan una superficie.
Φ B = ∫ B.dA
Siendo dA un elemento de área de la superficie. Si el campo magnético tiene una
magnitud y dirección constantes en la superficie plana A, el flujo
puede escribirse:
Φ B = B.A. cos 
Φ B → Wb (Weber) = T.m2
El flujo magnético es proporcional a la intensidad del
campo magnético que pasa a través del plano de una espira de
alambre, como al área de la espira 3.
Ejemplos:
Ejercicios: 8, 10, 11 y 12 resolución 5.
2
Los campos magnéticos variables siempre inducen campos eléctricos, en otras situaciones el campo
magnético permanece constante, aunque todavía se produce un campo eléctrico inducido. En un
generador eléctrico el lazo conductor gira en un campo magnético constante y crea una corriente
eléctrica.
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El número de líneas por unidad de área aumenta conforme aumenta la intensidad del campo. El valor
del flujo magnético es proporcional al número de líneas que pasan a través de la espira.
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LEY DE INDUCCIÓN DE FARADAY4.
La existencia de flujo magnético a través de un área no es suficiente para crear una
fem inducida. Debe ocurrir un cambio en el flujo magnético a través de cierto intervalo de
tiempo ∆t para inducir una fem

.
Cuando un imán se mueve hacia la espira de alambre
conectada a un amperímetro, el amperímetro lee una
corriente, lo que indica que se induce una corriente I en
la espira.
Si el imán se mantiene estacionario, ninguna corriente se
induce en la espira.
Pero, si el imán se mueve alejándose de la espira, el
amperímetro lee una corriente en la dirección opuesta, lo
que indica una corriente inducida que viaja opuesta a la
dirección de la corriente del primer inciso.
Podemos concluir que en el circuito se establece una corriente en tanto haya
movimiento relativo entre el imán y la espira. Los mismos resultados experimentales se
encuentran si la espira se mueve o si el imán se mueve. A tal corriente se le llama corriente
inducida porque se produce mediante una fem inducida.
Si un circuito contiene N espiras firmemente devanados y el flujo magnético a
∆Φ B durante el intervalo ∆t , la fem
inducida promedio en el circuito durante el tiempo ∆t es:
∆Φ
= − N. B
∆t
Si Φ B = B.A. cos un cambio en B , A , o  produce un cambio en la fem.
través de cada espira cambia por la cantidad

El signo de menos en la ecuación corresponde a la polaridad de la fem inducida; esta
polaridad determina en cuál de las dos direcciones fluirá la corriente en una espira,
dirección dada por la Ley de Lenz.
La corriente causada por la fem inducida viaja en la dirección que crea un campo
magnético con el flujo que se opone al cambio en el flujo original a través del circuito.
Si el flujo magnético en una espira se hace más positivo, la fem inducida crea una
corriente y un campo magnético asociado que produce un campo magnético negativo.
4
En la misma época e independientemente de Faraday, Joseph Henry en Estados Unidos descubrió
también la ley de inducción. Faraday publicó primero sus resultados, por lo que se le considera el
antecesor de este descubrimiento. Sin embargo la unidad de inductancia en el S.I recibe el nombre
de Henry (H).
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Física.
La Ley de Lenz dice que la corriente inducida debe ser en una dirección tal que
el flujo que produce se oponga al cambio en el flujo magnético externo.
Cuando el imán se mueve hacia la espira
conductora estacionaria, se induce una
corriente en la dirección que se muestra.
Esta corriente produce su propio flujo
hacia la izquierda para contrarrestar el
creciente flujo externo hacia la derecha.
Las líneas de campo magnético asociadas con la corriente inducida se oponen al
movimiento del imán. Si se mueve hacia la espira la cara izquierda de la espira de corriente
es un polo norte y la cara derecha un polo sur.
Cuando el imán se mueve alejándose de
la espira conductora estacionaria, se
induce una corriente en la dirección
que se muestra.
Esta corriente inducida produce su
propio flujo hacia la derecha para
contrarrestar el decreciente flujo
externo hacia la derecha.
Si en cambio el imán se mueve alejándose de la espira, el flujo a través de la misma
disminuirá con el tiempo. Bajo estas circunstancias, la corriente inducida en la espira será
en una dirección para establecer un campo que se dirige de izquierda a derecha, en un
esfuerzo por mantener un número constante de líneas de flujo, la cara izquierda de la
espira sería un polo sur y la cara derecha sería un polo norte.
Cuando se aplica la Ley de Lenz existen dos campo magnéticos a considerar:
- el primero es el campo magnético variable externo que induce la corriente en un
lazo conductor.
- el segundo es el campo magnético producido por la corriente inducida en el lazo.
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