3. LEY DE FARADAY

LEY DE FARADAY

En 1830 Faraday en Inglaterra y Henry realizaron varios experimentos pioneros con la fem inducida por medio magnéticos. En la siguiente figura, una bobina de alambre se conecta a un galvanómetro (instrumento que mide pequeñas corrientes eléctricas). Cuando el imán cercano está inmóvil, el medidor no indica corriente. Pero cuando el imán se mueve y se acerca o se aleja de la bobina, el medidor indica corriente en el circuito, pero sólo mientras se halla en movimiento como se muestra en la figura. Si el imán permanece fijo y es la bobina la que se mueve, otra vez se detecta corriente durante el movimiento. Esto se llama corriente inducida, y la fem correspondiente que se requiere para generarla recibe el nombre de fem inducida.

El elemento común en todos los efectos de inducción es el flujo magnético cambiante a través de un circuito. Como se mencionó en la primera evaluación el flujo magnético son las líneas de campo magnético que atraviesan una superficie y se mide en Weber (Wb), como trabajamos con campos magnéticos uniformes su modelo matemático del flujo es el siguiente:

Faraday determinó que la fem inducida en una bobina (que, por definición, consiste en una serie de N espiras o vueltas) depende la rapidez de cambio de la cantidad de líneas de campo magnético que pasan por todas las vueltas, es decir, la rapidez de cambio del flujo magnético por todas las vueltas (flujo total). La ley de Faraday de la inducción establece lo siguiente:

La fem inducida en una espira cerrada es igual al negativo de la tasa de cambio del flujo magnético a través de la espira con respecto al tiempo. La ley de Faraday se expresa en forma matemática como sigue:

La dirección de la fem o corriente inducida se calcula con la ecuación anterior y con algunas reglas sencillas para los signos. El procedimiento es el siguiente:

1. Defina una dirección positiva para el vector de área A.
2.  A partir de las direcciones de A y del campo magnético B, determine el signo del flujo magnético Φ_B y su tasa de cambio ΔΦ_B / Δt.
3.  Determine el signo de la fem o corriente inducida. Si el flujo es creciente, de manera que ΔΦ_B / Δt es positiva, entonces la fem o corriente inducida es negativa; si el flujo es decreciente, entonces ΔΦ_B / Δt es negativa y la fem o corriente inducida es positiva.