La inducción electromagnética es el proceso por el cual se puede inducir una corriente por medio de un cambio en el campo magnético.
En nuestro artículo sobre fuerzas magnéticas, estudiamos la fuerza que experimentan las cargas en movimiento dentro de un campo magnético. La fuerza que experimenta un alambre por el que pasa corriente debida a los electrones en movimiento cuando está en la presencia de un campo magnético es un ejemplo clásico. Este proceso también funciona al revés. Tanto mover un alambre a través de un campo magnético o (equivalentemente) cambiar la magnitud del campo magnético con el tiempo puede causar que fluya una corriente.
¿Cómo describimos este fenómeno?
Hay dos leyes fundamentales que describen la inducción electromagnética:
- La ley de Faraday, descubierta por el físico del siglo XIX Michael Faraday. Relaciona la razón de cambio de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) con la magnitud de la fuerza electromotrizEinducida en la espira. La relación esLa fuerza electromotriz, o FEM, se refiere a la diferencia de potencial a través de la espira descargada (es decir, cuando la resistencia en el circuito es alta). En la práctica es a menudo suficiente pensar la FEM como un voltaje, pues tanto el voltaje y como la FEM se miden con la misma unidad, el volt.
- La ley de Lenz es una consecuencia del principio de conservación de la energía aplicado a la inducción electromagnética. Fue formulada por Heinrich Lenz en 1833. Mientras que la ley de Faraday nos dice la magnitud de la FEM producida, la ley de Lenz nos dice en qué dirección fluye la corriente, y establece que la dirección siempre es tal que se opone al cambio de flujo que la produce. Esto significa que cada campo magnético generado por una corriente inducida va en la dirección opuesta al cambio en el campo original.Típicamente incorporamos la ley de Lenz a la ley de Faraday con un signo menos, que nos permite utilizar el mismo sistema de coordenadas para el flujo y la FEM. A veces nos referimos al resultado como la ley de Faraday-Lenz,En la práctica, frecuentemente lidiamos con la inducción magnética en espiras múltiples de alambre, donde cada una contribuye con la misma FEM. Por esta razón, incluimos un término adicionalNpara representar el número de vueltas, es decir,
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