Electromagnetismo (III). Inducción electromagnética.

Tema 5:

Física2ºBT [email protected]

“Convertir el magnetismo en electricidad”

Anotación en el cuaderno de laboratorio. Michael Faraday

(1822)

Electromagnetismo (III).Inducción electromagnética.

Estructura de la unidad

Inducción de la corriente eléctrica

• Experimentos de Faraday.• Flujo magnético.• Ley de Lenz• Ley de Faraday• Experiencia de Henry

Aplicaciones de la

inducción electromagnét

ica

• Generadores eléctricos.• Autoinducción.• Inducción mutua.• Producción y transporte de la corriente eléctrica.

Aplicaciones de la

inducción electromagnét

ica

• Ecuaciones de Maxwell.

Inducción de la corriente eléctricaCreando electricidad a partir de los cambios de flujo magnético

Experiencia 1 de Faraday (1831)


Una bobina por la que circula corriente también

induce corriente en la espira, pero sólo durante el

cierre o apertura del interruptor.


Cuando el interruptor está abierto no circula corriente

por ninguno de os dos circuitos.


Al cerrar el circuito se induce una corriente en la segunda bobina en sentido contrario al de la primera.


Cuando el interruptor está cerrado circula corriente

por el primero, pero no se induce en el segundo

circuito.


Al abrir el circuito se induce una corriente en la segunda bobina en el mismo sentido

al de la primera.


La inducción electromagnética consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito cuando varía el número de líneas de inducción

magnética que lo atraviesan.

Inducción em (aplicación)La vibración de la cuerda

magnetizada varía el número de líneas de campo que atraviesan la

bobina, generando una corriente en ésta.

dS

El flujo magnético (Φ) a través de una superficie es una mediad del número de líneas de campo

magnético (inducción magnética) que atraviesan dicha superficie. Se mide en weber 1 Wb= 1 T· m2

Flujo magnético

S

Si la superficie es plana y el campo es uniforme, la integral es sencilla

de hacer.

Flujo magnético (campo uniforme y superficie plana)

Si se trata de una bobina, hay que hacer la integral N veces, donde N es el número de

vueltas de la espira.

Flujo magnético (campo uniforme y superficie plana)

Ley de Lenz (1834)El sentido de la corriente inducida es tal que el campo creado por dicha corriente tiende a oponerse a la variación del flujo

magnético que la ha producido.

Ley de Lenz (1834)

Fuerza electromotriz (f.e.m.)

Desafortunado nombre para la diferencia de potencial que se establece entre los polos de un generador y equivale a la cantidad de

energía que puede suministrar a la unidad de carga. No es una fuerza, se mide en V.

Si se trata de una fuente continua, hay “caída óhmica” debido a su resistencia interna (r):

ΔV= ε- I·r

dl

E

LEY DE OHM

Ley de Faraday-LenzLa f.e.m inducida en un circuito es igual a la velocidad con que varía el flujo magnético a través de dicho circuito, cambiada de

signo. .

Φ

t

Flujo inicial y flujo final

f.e.m. media

Flujo en función de t

f.e.m. instantánea

La intensidad inducida también

depende de la resistencia del

circuito.

¿Cómo se puede cambiar el flujo a través de una espira?

Cambiando el valor del campo B(t).

B

t


Cambiando la superficie atravesada por el campo magnético.

MRU (v=cte)


EXPERIENCIA DE HENRY

E

La separación de carga cesará

¿Cómo se puede cambiar el flujo a través de una espira o bobina?

Cambiando la orientación relativa de la bobina (espira) y el campo.

ω

MCU (ω=cte)

Se trata de un alternador, produce corriente alterna.

¿Cómo se puede cambiar el flujo a través de una espira o bobina?

I

Imáx

Ecuaciones de MaxwellIntroduciendo las ondas em

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