Download Juan Francisco González V. 11.-a) Enuncie la ley de Lenz

Juan Francisco González V.
11.-a) Enuncie la ley de Lenz-Faraday y razone si con un campo magnético constante puede
producirse fuerza electromotriz inducida en una espira.
b) Un conductor rectilíneo se conecta a un generador de corriente continua durante un tiempo
y después se desconecta. Cerca del conductor se encuentra una espira. Razone, ayudándose
de un esquema, si algún instante se induce fuerza electromotriz en la espira y explique sus
características.
a)La Ley de Faraday está basada en los experimentos que hizo Michael Faraday en 1831 y
establece que el voltaje (Fuerza Electromotriz Inducida) inducido en una bobina es
directamente proporcional a la rapidez de cambio del flujo magnético por unidad de tiempo en
una superficie cualquiera con el circuito como borde:
𝜀 = −𝑁
∆∅
∆𝑡
Donde 𝜀 es la FEM inducida, N es el número de vueltas de la bobina, y ∆∅ es la variación del
Flujo magnético en un tiempo ∆𝑡. El flujo magnético se da en webers y el tiempo en segundos,
la fuerza electromotriz inducida resulta en voltios. Un voltio es igual a un weber-vuelta por
segundo. El signo negativo se debe a que el voltaje inducido tiene un sentido tal que establece
una corriente que se opone al cambio de flujo magnético. El cambio del número de líneas
magnéticas que pasan por un circuito induce una corriente en él, si el circuito está cerrado,
pero el cambio siempre induce una fuerza electromotriz, esté o no el circuito cerrado.
El flujo magnético se define como el producto entre el campo magnético y el área que éste
encierra:
∅ = 𝐵 ∙ 𝐴 ∙ 𝑐𝑜𝑠𝛼
Razonando estas expresiones, es fácil darse cuenta de que si se produce un cambio tanto en el
campo magnético como en el área que atraviesa, se inducirá una fuerza electromotriz. En esta
experiencia lo que se variará será el campo magnético.
La Ley de Lenz explica que siempre que se induce una corriente, su campo magnético se opone
al cambio de flujo.
Un campo magnético constante puede generar una fuerza electromotriz inducida en una
espira, ya que sólo una variación del flujo del campo magnético con respecto al tiempo genera
corriente eléctrica y esta una fuerza electromotriz.
b)
Para empezar, haremos referencia al apartado anterior, concretamente a la expresión del
flujo:
𝜀 = −𝑁
∆∅
∆𝑡
La FEM es igual a la variación de flujo sobre la variación de tiempo. Así que cuando una
espira es atravesada por un flujo magnético variable, se induce una fuerza electromotriz
sobre la misma. En este caso es variable porque aunque la corriente es continua, después se
desconecta, variando el flujo de la espira.
Así que contestando a la pregunta, se induce fuerza electromotriz en el momento en el que
el generador pasa de estar conectado a no estarlo. Esta variación de flujo va a provocar una
fuerza electromotriz en la espira, provocando por lo consiguiente, una corriente.
El sentido de esta corriente, según la ley de Lenz, es tal que el campo magnético creado por
dicha corriente tiende a oponerse a la variación del flujo magnético que ha originado.