Download Enumere algunas de las aplicaciones de la ley de Faraday que son

Electromagnetismo y ley de Faraday
 ¿Qué
fenómenos del electromagnetismo se
describen con la ley de Faraday?
 Enumere algunas de las aplicaciones de la ley
de Faraday que son muy familiares para
nosotros.
 Cuál es el Principio de Funcionamiento de
algunas aplicaciones como:
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un dínamo de una bicicleta
una hidroeléctrica
un motor
un espectrómetro de masas
geófono
El principal fenómeno que se explica mediante la ley
de Faraday es la inducción electromagnética.
La inducción electromagnética es la producción de
corrientes eléctricas por campos magnéticos
variables con el tiempo. Constituye una pieza
destacada en ese sistema de relaciones mutuas entre
electricidad y magnetismo que se conoce con el
nombre de electromagnetismo. Pero, además, se han
desarrollado un sin número de aplicaciones prácticas
de este fenómeno físico. El transformador que se
emplea para conectar una calculadora a la red, la
dinamo de una bicicleta o el alternador de una gran
central hidroeléctrica son sólo algunos ejemplos que
demuestran
el
fenómeno
de
la
inducción
electromagnética.
 Bobina
de inducción: Es un dispositivo que se
encarga
de
tomar
una
fuente
de
alimentación de corriente continua de bajo
voltaje y la usa para producir pulsos de alta
tensión.
 Transformador:
Es un dispositivo al que le
entra energía eléctrica con cierto nivel de
tensión, la cual transforma en energía
alterna con otro nivel de tensión.
 Generador
de corriente alterna: Este
dispositivo permite transformar la energía
eléctrica en energía mecánica.
 Dinamo
de una bicicleta: Es un sencillo
generador eléctrico que produce electricidad
a partir del movimiento, por inducción
electromagnética. En cierto modo, es un
motor eléctrico que funciona “al revés”. Las
dinamos de bicicleta son la forma más simple
de dinamo y carecen de muchos de los
elementos que caracterizan a una dinamo
“de verdad”.
 Hidroeléctrica:
El agua cae desde la presa
hasta unas turbinas que se encuentran en su
base. Al recibir la fuerza del agua las
turbinas comienzan a girar. Las turbinas
están conectadas a unos generadores, que al
girar, producen electricidad. La electricidad
viaja desde los generadores hasta unos
transformadores, donde se eleva la tensión
para poder transportar la electricidad hasta
los centros de consumo. Podemos ver todo
esto con un sencillo dibujo:

Motor: Se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos
de un imán permanente cuando, de acuerdo con la Ley de
Lorentz, interactúan con los polos magnéticos de un electroimán
que se encuentra montado en un eje. Este electroimán se
denomina “rotor” y su eje le permite girar libremente entre los
polos magnéticos norte y sur del imán permanente situado dentro
de la carcasa o cuerpo del motor.
Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este
electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera
interactúa con el campo magnético del imán permanente. Si los
polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden,
se produce un rechazo y un torque magnético o par de fuerza que
provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su
eje en el mismo sentido de las manecillas del reloj en unos casos,
o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre
conectada al circuito la pila o la batería.

Espectrómetro de masas: es un dispositivo que se emplea para
separar iones dentro de una muestra que poseen distinta relación
carga/masa. La mezcla puede estar constituida por distintos
isótopos de una misma sustancia o bien por distintos elementos
químicos.
Todos los elementos del espectrómetro deben estar en el interior
de una cámara de vacío. La muestra gaseosa (situada a la
izquierda de la figura) se ioniza mediante un haz de electrones.
Los iones positivos son acelerados por un campo eléctrico. Entre
las placas aceleradoras existe un campo eléctrico, por lo que los
iones experimentarán una fuerza. A continuación el haz de iones
pasa por una zona del espacio donde existe un campo magnético
B. La fuerza que el campo magnético hace sobre una carga es
perpendicular al campo magnético y al vector velocidad de la
carga (en este caso, de los iones positivos).
Como la fuerza es perpendicular a la trayectoria de los iones,
éstos tendrán aceleración normal, y se desviarán describiendo
una trayectoria curva.
Para un valor fijo de la velocidad y del módulo del
campo magnético, cuanto menor sea el cociente m/q
menor será el radio de curvatura ρ de la trayectoria
descrita por los iones, y por tanto su trayectoria se
deflectará más.
Si la muestra está constituida por isótopos del mismo
elemento, todos tendrán la misma carga, pero los
que sean más pesados se deflectarán menos.
Por tanto, haces de iones de distinta relación
carga/masa llegarán a puntos diferentes de un
detector, y, en función de la intensidad de las señales
que dejan, se determina la abundancia relativa de
cada tipo.

Geófono: Se constituye de una bobina y de un imán. Uno de estos
dos elementos está fijado rígidamente con respecto a la
superficie terrestre de tal manera, que se moverá junto con la
superficie terrestre en repuesta a los movimientos sísmicos. El
otro es el elemento inerte y cuelga sujetado por un resorte en un
soporte fijo. La bobina está sujetada rígidamente con respecto a
la superficie terrestre y el imán, que cuelga sujetado por un
resorte en el cajón, es el elemento inerte. Cualquier movimiento
relativo entre la bobina e el imán produce una fuerza
electromotriz entre los terminales de la bobina.
El voltaje correspondiente a esta fuerza electromotriz es
proporcional a la velocidad del movimiento. En la mayoría de los
geófonos construidos para la prospección sísmica la bobina
presenta el elemento inerte y el imán forma una parte del cajón
, que se mueve, si la superficie, en que se ubica el cajón, se
mueve. La sensibilidad del geófono depende de la fuerza del
imán, de la cantidad de espiras de la bobina y de la configuración
del sistema. El tamaño de los geófonos electromagnéticos no
sobresale la altura de 10cm.