INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Hacia 1830 M. Faraday y J. Henry estaban convencidos, cada uno por su lado, de que un campo magnético era capaz de producir una corriente eléctrica, de mover cargas. La experiencia de Oersted mostraba que una corriente eléctrica generaba un campo magnético…
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Al acercar un imán a una espira Al alejar un imán de una espira Se genera en la espira una corriente eléctrica o
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA En lugar de una espira podemos usar un solenoide Al acercarle o alejarle un imán aparece una corriente eléctrica en la espira Podemos cambiar el imán por un solenoide o bobina recorrida por una corriente variable También se genera una corriente eléctrica en la espira secundaria
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y si mantenemos el campo magnético constante y movemos la espira También aparece una corriente eléctrica en la espira (Gp:) En un rectángulo formado por hilos conductores, situado en el seno de un campo magnético perpendicular, al desplazar uno de los lados se genera una corriente eléctrica (Gp:) ¿Podrías explicar este comportamiento?
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Recuerda que en un material conductor existen cargas eléctricas libres: los electrones, responsables precisamente de esa conductividad Al mover un hilo conductor perpendicularmente a un campo magnético aparece sobre ellos una fuerza magnética (fuerza de Lorentz) Esta fuerza provoca que los electrones se muevan: ya tenemos una corriente eléctrica
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA CONCLUSIÓN Si tenemos un conductor cerrado en presencia de un campo magnético variable se genera una corriente eléctrica: corriente inducida Si tenemos un conductor cerrado de superficie variable en presencia de un campo magnético fijo se genera una corriente eléctrica: corriente inducida Es decir la corriente inducida aparece cuando hay cambios relativos al campo magnético y a la superficie de la espira…. ¿Qué magnitud conoces que incluya intensidad de campo y superficie? Pues si: el flujo
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Recordando el flujo de un vector a través de una superficie no era más que el producto escalar del vector campo por la superficie En todas las experiencias vistas lo que ocurre es que el flujo del campo a través de la superficie encerrada por la espira no es constante. Si el campo se aleja de la espira el flujo disminuye, si se acerca aumenta. Si la superficie de la espira cambia (de tamaño o de orientación) el flujo cambia. Se mide en weber (Wb)
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Veamos que ocurre al mover un hilo conductor en el seno de un campo magnético Al mover el hilo en el seno de un campo magnético se genera una fuerza magnética que desplaza a los electrones Movemos el hilo perpendicularmente al campo magnético. El módulo de la fuerza magnética En el hilo se produce una separación de cargas, o dicho de otra forma se genera un campo eléctrico y sobre los electrones aparece una fuerza eléctrica opuesta a la magnética. Llega un momento de equilibrio en que ambas fuerzas se igualan. Si L es la longitud del hilo la diferencia de potencial entre sus extremos será
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Vamos a unir los extremos del hilo conductor … Que se mueve con velocidad… Es decir que el movimiento del conductor genera una diferencia de potencial capaz de mantener una corriente en el circuito, esta diferencia de potencial es un Fuerza Electromotriz Inducida Ley de Faraday-Lenz
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Ley de Faraday-Lenz El signo de esta expresión no nos dice mucho sobre la corriente en la espira. Para interpretarlo correctamente echamos mano de la Ley de Lenz El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la variación del flujo magnético, es decir, se opone a la causa que la produce Sentido de la corriente contra-horario, el campo generado por esta corriente es perpendicular al plano de la espira y hacia fuera (B’)
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Ley de Faraday-Lenz Hemos deducido la ley de Faraday a partir de una situación en la que cambia la superficie, pero es generalizable a cualquier causa del cambio del flujo, es decir si el campo magnético es variable, el flujo magnético es variable y por tanto se produce una fuerza electromotriz inducida (femi) Caso interesante: espira rígida girando con velocidad angular ? en un campo magnético uniforme B y S constantes
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Aplicaciones: alternador Ahora el flujo pasa por cero y comienza a aumentar en valor absoluto, sigue existiendo una corriente inducida Al girar la espira el flujo disminuye, genera una corriente que según la ley de Lorentz irá en el sentido de las agujas del reloj Esta corriente inducida irá contra el aumento del flujo: en sentido contrario a las agujas del reloj El flujo vuelve a pasar por cero y el ciclo se repite hasta la posición inicial
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