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INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
3
OBJETIVO
3
“Aplicar los principios del
Electromagnetismo para
explicar el funcionamiento
de diferentes aparatos de
uso cotidiano”
MICHAEL FARADAY EN 1925
¿SERÁ POSIBLE
CONVERTIR
MAGNETISMO EN
ELECTRICIDAD?
NM4
MICHAEL FARADAY
“Pocos saben que un
buen número de los
pensamientos y teorías
que pasan por la mente
de un investigador
científico terminan
desechadas…
NM4
MICHAEL FARADAY
“..pues también pasan, en
secreto y en silencio, por
su propia crítica severa y
su examen adverso. Pocos
saben que en la mayoría
de las situaciones
exitosas, apenas un décimo
de las sugerencias,
esperanzas y deseos que
se presagiaban inicialmente
se vuelven realidad ”
NM4
BARRA METÁLICA RECTANGULAR
MOVIÉNDOSE HACIA LA DERECHA EN
DIRECCIÓN PERPENDICULAR A UN
CAMPO MAGNÉTICO
LA FUERZA
MAGNÉTICA
DESPLAZA
ELECTRONES
LIBRES HACIA
EL EXTREMO
INFERIOR DE
LA BARRA










x
x
x
x

x
x
NM4








x
x
x
x
x
  
  
  
BARRA METÁLICA RECTANGULAR
MOVIÉNDOSE HACIA LA IZQUIERDA EN
DIRECCIÓN PERPENDICULAR A UN
CAMPO MAGNÉTICO
ELECTRONES
LIBRES
LA FUERZA
MAGNÉTICA
DESPLAZA
ELECTRONES
LIBRES HACIA
EL EXTREMO
SUPERIOR DE
LA BARRA
NM4
CONCLUSIÓN
LA BARRA SE COMPORTA COMO UNA
FUENTE DE FEM:“FUERZA ELECTROMOTRIZ
INDUCIDA”
SI SE CONECTA UN CONDUCTOR A SUS
EXTREMOS, SE ESTABLECE UNA
“CORRIENTE INDUCIDA”
NM4
BARRA METÁLICA QUE SE DESLIZA SOBRE UN
CONDUCTOR AL INTERIOR DE UN CAMPO
MAGNÉTICO UNIFORME
SE ESTABLECE UNA
CORRIENTE INDUCIDA
NM4
i
BARRA METÁLICA QUE SE DESLIZA SOBRE UN
CONDUCTOR AL INTERIOR DE UN CAMPO
MAGNÉTICO UNIFORME
Si la barra se moviera alternadamente
a derecha e izquierda, ¿Qué ocurriría
con la corriente inducida?
NM4
BARRA METÁLICA MOVIÉNDOSE EN UN SENTIDO
Y OTRO SOBRE UN CONDUCTOR AL INTERIOR DE
UN CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
DE ESTA MANERA SE
OBTENDRÍA UNA
FUENTE DE FEM ALTERNA
PRINCIPIO QUE REGULA EL
FUNCIONAMIENTO DE LOS
GENERADORES DE
CORRIENTE ALTERNA
NM4
IMÁN EN MOVIMIENTO AL INTERIOR
DE UNA ESPIRA DE ALAMBRE
Si la VELOCIDAD ≠ 0, aparece una corriente
inducida en la espira.
Si la VELOCIDAD es 0; no se induce corriente
¿Por qué?
NM4
IMÁN EN MOVIMIENTO AL INTERIOR
DE UNA ESPIRA DE ALAMBRE
Si el imán se acerca a la bobina la corriente
inducida tiene un sentido; pero si el imán se
aleja, la corriente cambia su sentido
¿Por qué?
NM4
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Al alejar el imán de la
espira el galvanómetro
detecta paso de
corriente en sentido
contrario
Al acercar el imán a la
espira el galvanómetro
detecta paso de
corriente
APARECE UNA CORRIENTE
INDUCIDA MIENTRAS HAYA
MOVIMIENTO RELATIVO ENTRE
LA ESPIRA Y EL IMÁN
NM4
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Al sacar el imán de la
espira se produce
corriente inducida, pero
de sentido contrario
Al introducir el imán en
la bobina el
galvanómetro detecta
paso de corriente
NM4
APROXIMACION A LA LEY DE FARADAY
PARA LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNETICA
“TODO CAMPO MAGNÉTICO
VARIABLE EN EL TIEMPO CREA
UNA CORRIENTE ELÉCTRICA”
NM4
FLUJO MAGNÉTICO
PLACA PLANA PERPENDICULAR A UN CAMPO
MAGNÉTICO B
https://www.youtube.com/watch?v=Pxyow3tVwAU
DEFINICIÓN
Producto Escalar entre el CAMPO
MAGNÉTICO B y el vector A, que representa
la NORMAL a la superficie de la placa
NM4
FLUJO MAGNÉTICO
Unidad de FLUJO: 1 Weber (Wb)
1 (Wb) es el flujo magnético que atraviesa una
superficie de 1 m2 situada perpendicularmente a un campo de 1 (T)
NM4
FLUJO MAGNÉTICO
PLACA PLANA PERPENDICULAR
AL CAMPO MAGNÉTICO B: El
Flujo representa el Nº de líneas de
Inducción que atraviesan la superficie
PLACA PLANA FORMANDO UN
ÁNGULO  CON EL CAMPO
MAGNÉTICO B:
El Flujo se obtiene mediante:
NM4
ESPIRA GIRATORIA EN UN
CAMPO MAGNÉTICO
NM4
ESPIRA GIRATORIA EN UN CAMPO
MAGNÉTICO: DIVERSAS POSICIONES
NM4
CIRCUITO
RC PARAPOSICIONES
CARGA Y DESCARGA
DIVERSAS
DE LA ESPIRA GIRATORIA
VISTA
FRONTAL
B
 = BA
(cos 0° = 1)
NM4
CIRCUITO
RC PARAPOSICIONES
CARGA Y DESCARGA
DIVERSAS
DE LA ESPIRA GIRATORIA
VISTA
FRONTAL
B
 =B A cos 
NM4
CIRCUITO
RC PARAPOSICIONES
CARGA Y DESCARGA
DIVERSAS
DE LA ESPIRA GIRATORIA
VISTA
FRONTAL
B
=0
(cos 90° = 0)
NM4
CIRCUITO
RC PARAPOSICIONES
CARGA Y DESCARGA
DIVERSAS
DE LA ESPIRA GIRATORIA
VISTA
FRONTAL
B
 TOMA VALOR
NEGATIVO
NM4
MICHAEL FARADAY
CONCLUYENDO…
¡..el valor de la
fem inducida
es mayor
cuanto más
rápido es el
cambio de
flujo…!
 =  / t
NM4
MICHAEL FARADAY EN 1931
HE
DESCUBIERTO
LA INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
https://www.youtube.com
/watch?v=ZyG7q3SaDD0
https://phet.colorado.edu/es/
simulation/faraday
NM4
GRÁFICA DE LA F.E.M. SINUSOIDAL
=0 sen t
NM4
ECUACIÓN DE LA F.E.M. ALTERNA
=0 sen t
: Valor de la fem en función del tiempo
0: Valor Máximo de la fem
t : Fase
NM4
LEY DE FARADAY
“La fem inducida en un circuito
es igual a la rapidez con que está
cambiando el Flujo que atraviesa
el circuito”.
Es decir:
 = -  / t
( El signo (-) fue introducido
por LENZ )
https://phet.colorado.edu/sims/faradays-law/faradayslaw_es.html
https://www.youtube.com/watch?v=8QG8sqDwM1c
NM4
LEY DE LENZ
“ LA FEM INDUCIDA PRODUCE UNA CORRIENTE
CUYO SENTIDO ES TAL QUE EL CAMPO
MAGNÉTICO QUE GENERA TIENDE A OPONERSE A
LA VARIACIÓN DEL FLUJO MAGNÉTICO QUE
ATRAVIESA EL CIRCUITO”
LA CORRIENTE INDUCIDA CIRCULA EN EL
SENTIDO EN EL QUE SE GENERA UN CAMPO
MAGNÉTICO POR LA ESPIRA, CUYO FLUJO TIENDE
A CONTRARRESTAR EL DEL CAMPO MAGNÉTICO
DEL IMÁN.
NM4
LEY DE LENZ
NM4
LEY DE LENZ
Si el Flujo Magnético aumenta, la
corriente inducida genera un
Campo Magnético de sentido
contrario al existente en el
circuito.
NM4
LEY DE LENZ
Si el Flujo Magnético disminuye,
la corriente inducida genera un
Campo Magnético de igual
sentido al existente en el circuito.
NM4
GRANDES APLICACIONES
DE LA INDUCCIÓN
ELECTROMAGNETICA
EL GENERADOR DE
CORRIENTE ALTERNA
EL TRANSFORMADOR
NM4
GENERADOR DE C.A.
https://www.youtube.com/watch?v=vdzpxgVn6N0
NM4
ESQUEMA DE UN GENERADOR
La espira gira con velocidad angular  constante
en el campo magnético uniforme generado por el
imán
En la espira se induce una f.e.m. sinusoidal
que cambia de sentido 2 veces en cada
vuelta que da la espira
NM4
GENERADOR DE C.A.
Para esta posición se induce
una corriente eléctrica
NM4
GENERADOR DE C.A.
Para esta posición NO se
induce una corriente eléctrica
¿Por qué?
NM4
GENERADOR DE C.A.
NM4
GENERADOR DE C.A.
Principio básico del generador de C.A.
https://www.youtube.com/watch?v=YiyL8Osv9Jg
NM4
GENERADOR DE C.A.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA
DEL POTENCIAL ALTERNO
V = V0 sen (t)
Donde:
 =2f : RAPIDEZ ANGULAR DE LA ESPIRA
NM4
GENERADOR DE C.A.:
CONCLUSIONES
LA C.A. ( y el Potencial) ES
OSCILANTE
Su f depende de
la frecuencia de
giro de la espira
V varía desde:
+311[V]
-311[V]
En Chile:
f = 50[Hz]
NM4
VALOR EFICAZ DE:
EL QUE INDICA EL
AMPERÍMETRO
INTENSIDAD
DE C.A.
ief = io /  2
EL QUE INDICA EL
VOLTÍMETRO
DIFERENCIA DE
POTENCIAL
ALTERNO
Vef = Vo /  2
NM4
CIRCUITO RC PARA CARGA
Y DESCARGA
TRANSFORMADOR
DE CORRIENTE
ALTERNA
BOBINADO
PRIMARIO
O
INDUCTOR
BOBINADO
SECUNDARIO
O
INDUCIDO
NÚCLEO DE HIERRO
o FERRITA
NM4
NÚCLEOS MAGNÉTICOS
NÚCLEO DE
HIERRO DULCE
NÚCLEO DE
FERRITA
( Hierro, Bario, Boro,
Molibdeno)
NM4
CIRCUITO
ECUACION
RC PARA BÁSICA
CARGA Y
DEL
DESCARGA
TRANSFORMADOR
V1
V2
N1
=
(*)
N2
Donde :
 N1 y N2 : número de espiras del Primario y
Secundario, respectivamente.
V1 y V2 : Dif. De Potencial del Primario y
Secundario, respectivamente.
NM4
CIRCUITOTRANSFORMADOR
RC PARA CARGA Y DESCARGA
“Las intensidades de corriente en Primario y
Secundario son inversamente proporcionales al
número de espiras”
i2
i1
=
N1
(**)
N2
De (*) y (**) se concluye:
V1 i1 = V2 i2
Por lo que:
P1 = P2
Transformador Ideal: Potencia de Salida es
igual a Potencia de Entrada
NM4
TRANSFORMADOR ELEVADOR
ELEVADOR DE
VOLTAJE
REDUCTOR DE
CORRIENTE
NM4
TRANSFORMADOR REDUCTOR
REDUCTOR
DE VOLTAJE
ELEVADOR
DE
CORRIENTE
NM4
TRANSFORMADOR
NM4
CIRCUITO RCLA
PARA
CARGA Y DESCARGA
BOBINA
ELEMENTO DE UN CIRCUITO QUE
ALMACENA ENERGÍA EN FORMA DE
CAMPO MAGNÉTICO B
ESPIRAS DE ALAMBRE
ARROLLADO A UN TUBO
Símbolo
NM4
CIRCUITO
RC PARADE
CARGA
Y DESCARGA
PROPIEDAD
LA BOBINA
SE OPONE A LOS CAMBIOS BRUSCOS
DE LA CORRIENTE CIRCULANTE
BOBINAS CON NÚCLEO DE AIRE
NM4
CIRCUITO
INDUCTANCIA
RC PARA(L)
CARGA
DE LAYBOBINA
DESCARGA
CONSTANTE PROPIA DE CADA BOBINA
QUE DEPENDE DE:
-El N° de espiras: mayor N°
mayor
Inductancia
- El diámetro de las espiras: mayor diámetro
mayor Inductancia
-La longitud del cable de que está hecha.
- Tipo de material de que está hecho el núcleo.
NM4
CIRCUITO
UNIDAD
RC PARA
DE INDUCTANCIA
CARGA Y DESCARGA
1 HENRY
(Hy) ó (H)
Equivalente a
1 Volt seg por Ampere
1 (H) = 1(V s / A)
NM4
CIRCUITO
COMPORTAMIENTO
RC PARA CARGA
DE LA
Y BOBINA
DESCARGA
EN CORRIENTE CONTINUA:
Deja pasar la corriente a través de ella sin
oposición.
Sólo se presenta oposición por breve tiempo,
a partir del instante en que se hace la
conexión a la fuente (mientras i aumenta a
partir de cero)
EN CORRIENTE ALTERNA:
Presenta oposición al flujo de la
corriente: Reactancia Inductiva (XL)
NM4
CIRCUITO
RCLA
PARA
CARGA
Y DESCARGA
BOBINAS
BOBINA
EN SERIE
NM4
CIRCUITO
RCLA
PARA
Y DESCARGA
BOBINAS
BOBINA
ENCARGA
PARALELO
NM4
CIRCUITO
RC PARA
Y DESCARGA
ENERGIA
ENCARGA
LA BOBINA
SE DETERMINA MEDIANTE LA ECUACIÓN:
UB = ½ L i2
NM4
CIRCUITO
RC PARA
CARGA
Y DESCARGA
USOS
DE LA
BOBINA
1. Formando parte del sistema de
ignición de automóviles.
NM4
CIRCUITO
RC PARA
CARGA
Y DESCARGA
USOS
DE LA
BOBINA
2. En los sistemas de iluminación con
tubos fluorescentes (En un elemento
adicional que acompaña al tubo y que
comúnmente se llama balastro )
NM4
CIRCUITO
RC PARA
CARGA
Y DESCARGA
USOS
DE LA
BOBINA
3. En las fuentes de alimentación:
filtran componentes de C.A. para
obtener sólo C.C. en la salida
NM4
CIRCUITO
FEM INDUCIDA
RC PARAPOR
CARGA
UNAYBOBINA
DESCARGA
“El Inductor (conectado a la red)
induce una corriente en el Inducido
(conectado al Voltímetro)”
NM4
CIRCUITO
RC PARA CARGA
Y DESCARGA
INDUCTANCIA
MUTUA
i1
Toda variación de i1 produce una variación en
el B que genera, lo que produce una fem en
la bobina 2 (2) que es proporcional a la tasa
de cambio de dicha corriente.
2 = - M ( i1/ t)
M: Inductancia Mutua
NM4
CENTRAL TERMOELÉCTRICA
Se obtiene Energía Eléctrica a
partir de la Energía Química
desprendida en la reacción química
de combustión que tiene lugar al
quemar un combustible fósil.
NM4
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
Se aprovecha mediante un
desnivel, la Energía Potencial
del agua que transporta un río.
El agua mueve las turbinas al
hacer el agua por el desnivel
NM4
CENTRAL TERMOELÉCTRICA NUCLEAR
Se aprovecha la energía
desprendida en la Fisión de
núcleos atómicos, para convertir
un líquido (agua) en vapor a alta
temperatura que incide sobre
los álabes de la turbina
NM4
TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
El transporte desde las centrales hasta
los centros de consumo se hace a muy
Altos Voltajes y bajas intensidades,
para evitar pérdidas por disipación
calórica (Efecto Joule)
NM4