Fuerza Electromotriz Inducida

Fuerza electromotriz inducida

Fuerza electromotriz Circulación de un campo eléctrico. es la fuerza electromotriz a lo largo de la curva cerrada c.

Si el campo es constante, la fuerza electromotriz coincide con el trabajo que realiza el campo E cuando traslada la unidad de carga a lo largo de la curva cerrada c. Su unidad es, por tanto, el julio por culombio, que se llama voltio (J/C=V). La circulación de los campos electrostáticos es siempre cero, por lo que no producen fuerza electromotriz.

Por el contrario, los campos creados por los generadores eléctricos tienen circulación no nula y producen, por tanto, fuerza electromotriz. La fuerza electromotriz de los generadores de dos terminales coincide con la tensión entre ellos cuando la intensidad por el generador es cero.

Fuerza electromotriz creada en un circuito por el flujo magnético variable que lo atraviesa.

Ley de Faraday

La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:1

En resumen: "La cantidad de sustancia que se oxida o se reduce en los electrodos de una cuba electrolítica es proporcional a la cantidad de electricidad depositada"

Donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha.

La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.

Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:

Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.

En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:

Donde Vε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección voltaje inducido(el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

LEY DE LENZ

Ley: “El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce”.

La Ley de Lenz plantea que los voltajes inducidos serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.

La polaridad de un voltaje inducido es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.

El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

Donde:

Φ = Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).

B = Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).

S = Superficie del conductor.

α = Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.

Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:

En este caso la Ley de Faraday afirma que el Vε inducido en cada instante tiene por valor:

Vε=

El valor negativo de la expresión anterior indica que el Vε se opone a la variación del flujo que la produce. Este signo corresponde a la ley de Lenz.

Esta ley se llama así en honor

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