Ley de Faraday - Teoría, Diapositivas de Electromagnetismo

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Tema 9. Ley de Inducción de Faraday

• Ley de Inducción de Faraday
• Fuerza Electromotriz ( fem ) Inducida
• fem de Movimiento
• Ley de Lenz
• Campo Eléctrico Inducido
• Generadores y Motores
• Corrientes Parásitas

Introducción

• Estudiaremos los efectos causados por campos magnéticos que varían con el tiempo
• Los experimentos de Faraday y de Henry mostraron que es posible inducir una fem en un circuito utilizando un campo magnético variable
• Estos experimentos sirvieron para enunciar la Ley de Inducción de Faraday: “una fem (y también una corriente eléctrica) puede ser inducida en diferentes procesos que involucren un cambio en el flujo magnético”

Experimento de Faraday

Experimento de Faraday

• Cuando el interruptor se cierra, la aguja del galvanómetro se desvía en una dirección y luego regresa a CERO
• Cuando el interruptor se abre, la aguja se desvía en la dirección OPUESTA y vuelve a CERO
• Faraday demostró que: “la fem inducida en el circuito secundario es provocada por el B variable a través de la bobina”

Ley de Inducción de Faraday

dt d N dt d B B         N es el número de espiras “La fem es directamente proporcional a la rapidez de cambio del flujo magnético con el tiempo a través de la espira”

Ley de Inducción de Faraday

   ( BA cos  dt d Espira conductora que encierra un área A en presencia de un B uniforme El B y la normal de la superficie de la espira forman un ángulo 

Pregunta

• Una espira de alambre circular está en un campo magnético uniforme con el plano de la espira perpendicular a las líneas de campo. ¿Cuál de los siguientes casos NO causaría la inducción de una corriente en la espira?: A. Si se aplasta la espira B. Si se gira la espira respecto a un eje perpendicular a las líneas del campo C. Conservando fija la orientación de la espira y moviéndola a lo largo de dichas líneas D. Retirando la espira fuera del campo

Respuesta

• C: En todos los demás casos existe un cambio en el flujo magnético a través de la espira

   ( BA cos 

dt

d

Aplicaciones de la Ley de Faraday

Guitarra Eléctrica La cuerda al vibrar induce una fem en la bobina, produciendo un flujo magnético a través de la bobina y un voltaje que alimenta al amplificador

fem de Movimiento

Conductor eléctrico que se mueve a través de un campo magnético uniforme Los electrones en el conductor experimentan una fuerza a lo largo del mismo F  q( v  B ) Los electrones se mueven hacia abajo, dejando las cargas positivas en el extremo superior

fem de Movimiento

Barra conductora que se desliza a lo largo de rieles conductores

Blv

dt

dx

Blx Bl

dt

d

dt

d

B

   ( ) R Blv R I   

fem de Movimiento

Barra conductora que se desliza a lo largo de rieles conductores R R B l v P Faplicadav IlB v 2 2 2 2 ( )     

Respuesta

• C: La fuerza sobre el alambre es proporcional a v , por eso se duplica. La duplicación de la fuerza y de la velocidad trae como consecuencia que la potencia sea 4 veces mayor R B l v P 2 2 2 FB  qvB 

fem de Movimiento

fem de movimiento inducida en una barra giratoria

2 0

B vdr B rdr B l

l

  B vdr

d   Bvdr

v  r 