TRABAJO 3 PARCIAL

LEY DE FARADAY, LENZ Y AMPERE

BOTERO MULCUE SERGIO DAVID COD. 2010192777

ALVEAR OTALORA FELIPE COD. 2010193506

BARRERA FERNANDEZ ANA MARIA COD. 2010193193

TRABAJO PRESENTADO EN LA ASIGNATURA DE FISICA

ELECTROMAGNETICA

CODIGO BFEXCN05-106626, GRUPO 2

PROFESOR: ALVARO ENRIQUE AVENDAÑO RODRIGUEZ

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ELECTRONICA

NEIVA, NOVIEMBRE 1

2010

LEY DE FARADAY

La ley de inducción de Faraday dice que la magnitud de Fuerza Electromotriz inducida en un

circuito es igual a la razón de cambio de flujo magnético a través del circuito. Fue descubierta casi

simultáneamente y de forma independiente por Michael Faraday y Joseph Henry en 1831; quienes

manifiestan que al trabajar con un campo magnético cambiante, la corriente eléctrica de este

circuito podría ser inducida por este mismo.

Cuando tenemos una espira de alambre conectada a un galvanómetro, y se tomamos un imán, el

cual movemos hacia la espira, se observa que la corriente en el circuito, es generada siempre y

cuando exista un movimiento relativo entre el imán y la espira de alambre. Esta corriente fue

denominada corriente inducida la cual es producida por la FEM inducida de la cual se venía

hablando.

Uno de los primero experimentos de Faraday, el cual se muestra a continuación:

Fue el que ayudo a Faraday a llegar a la conclusión de que una corriente eléctrica puede ser

producida por cambios en el campo magnético. Pues cuando se cerraba el interruptor en este

circuito, el galvanómetro se desviaba momentáneamente, y pues la corriente nunca puede ser

producida en un campo magnético estable.

En general la conclusión de estos dos experimentos, es que la “Fuerza Electromotriz inducida en

un circuito es directamente proporcional a la rapidez de cambio del flujo magnético a través del

circuito”. Pues siempre la FEM inducida es producida cuando el flujo magnético del circuito

cambiaba con el tiempo.

Este enunciado, conocido como Ley de inducción de Faraday, puede escribirse como

:

Donde m es el flujo magnético que abarca el circuito, el cual puede ser expresado como

:

Si el circuito consta de una bobina de N espiras, todas de la misma área, y si el flujo pasa a través

de todas las espiras, la FEM inducida está dada por

:

Si el flujo magnético es uniforme en un circuito de área A que está en un plano. En este caso, el

flujo a través del circuito es igual a BA cos , entonces la FEM inducida puede expresarse como

:

De esta expresión, se ve que la FEM puede ser inducida en el circuito de varias formas:

1). Variando la magnitud de B con respecto al tiempo, 2). Variando el área del circuito con

respecto al tiempo, 3). Cambiando el ángulo entre B y la normal al plano con respecto al tiempo

y, 4). O bien cualquier combinación de éstas.

LEY DE LENZ

Un cambio en la dirección de un campo magnético será opuesto cuando una corriente es inducida

en un conductor. Esto es lo que explica Lenz en su ley, manifestando el principio de conservación

de la energía, donde el campo magnético inducido por la corriente, interactúa con el campo

magnético aplicado o externo del conductor.

Cuando tenemos un anillo de cobre, y le insertamos un imán por medio de este, el campo

magnético que produce el imán interactúa con el conductor, lo cual, producirá una fuerza

electromotriz y por lo tanto una corriente en el conductor, en este caso, el cobre. Esta corriente

producirá un campo magnético a su alrededor el cual, interactuara con el campo magnético

aplicado en el imán. El campo magnético que produce la corriente será opuesto al campo

magnético aplicado o externo.

En general, la ley de Lenz, nos brinda la forma de saber la dirección del flujo de corriente en un

conductor cuando cambia a un campo magnético externo.

Si el campo magnético inducido está en la misma dirección del campo magnético externo, su

resultado va a ser un campo magnético mas fuerte y así la corriente aumentaría cada vez mas, lo

cual contradice la ley de conservación de la energía, así que, los campos magnéticos inducido y

externo, deben siempre contraponerse, es decir, ir en direcciones contrarias.

LEY DE AMPERE

Principalmente le ley de ampere nos permite calcular la magnitud y dirección del campo magnético

B en un alambre donde circula una corriente estable. Después de hacer algunos experimentos con

brújulas, ampere afirma que B en el alambre describe un círculo perpendicular a este, es decir, que

la magnitud de B siempre va a ser la misma en todos los puntos si se toma desde el alambre hasta

cualquier lugar de la trayectoria circular que describe B.

De tal forma que la multiplicación entre B y la trayectoria del círculo dará:

Donde r es el radio de la trayectoria

Ampere también afirma basado en su experimento que B es directamente proporcional a la

corriente que circula por el alambre e inversamente proporcional a la distancia que está ubicada la

brújula al alambre. Además la dirección de B cumple con la regla de la mano derecha tomando el

dedo pulgar en la dirección de la corriente los demás dedos apuntaran en la dirección del campo

magnético

Esta ley no solo se puede aplicar para el caso de la trayectoria circular alrededor un alambre sino

también para la trayectoria cerrada de un alambre, para este caso se utiliza la siguiente fórmula: