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Inducción



Como toda corriente eléctrica, una corriente inducida supone la existencia de una fuerza electromotriz, que, en este caso, tiene su origen en la variación del flujo magnético.

Los flujos de inducción obedecen a la ley de Lenz que dice: La fuerza electromotriz inducida tiende a oponerse a la causa que la produce. Así, al acercar un imán a una espira, la corriente inducida que aparece en ésta tiene un sentido de circulación tal que crea un campo magnético que repele al imán. Por otro lado, al separar el imán, la corriente inducida es ahora opuesta a la anterior y atrae al imán.

La fuerza que es necesaria vencer para desplazar el conductor es igual a la ejercida por el campo sobre el mismo. Según el principio de conservación de la energía, este trabajo debe ser igual a la energía eléctrica producida.


Esquema de un circuito con una inductancia.

Leyes de inducción de Faraday

Michael Faraday hizo numerosas e importantes contribuciones a la teoría electromagnética. Una de las más significativas de ellas fue el descubrimiento de que un flujo magnético variable en el tiempo, pasando a través de un circuito conductor cerrado, da como resultado la generación de una corriente alrededor de ese circuito. El flujo de la inducción magnética (o densidad de flujo magnético) B a través de un área abierta A, limitada por el circuito conductor y viene dada por:

La fuerza electromotriz inducida o fem producida alrededor del circuito es entonces:


Esquema del experimento llevado a cabo por Faraday.

Sin embargo, no debemos comprometernos demasiado con la imagen de alambres, corriente y fem. Nuestro interés presente son los campos eléctricos y magnéticos mismos. En efecto, la fem existe solamente como un resultado de la presencia de un campo eléctrico dada por:

Tomada alrededor de la curva cerrada C, que corresponde al circuito. Igualando estas ecuaciones obtenemos:

La trayectoria se puede escoger muy arbitrariamente y no necesita estar dentro, o cerca de ningún conductor. El campo eléctrico en la ecuación no aparece directamente por la presencia de cargas eléctricas sino del campo magnético variable con el tiempo. Sin cargas que actúen como fuentes o sumideros, las líneas de campo se cierran, formando circuitos. Para el caso en el cual la trayectoria está fija en el espacio y sin cambiar de forma, la ley de inducción se puede reescribir así:

Esta es, en sí misma, una expresión fascinante ya que indica que el campo magnético variable en el tiempo tendrá un campo eléctrico asociado con él.



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