Inducción electromagnética. Ley de Faraday
Los trabajos realizados por el inglés Michael Faraday[1] (1791-1867) ampliaron el horizonte de los estudios acerca de los campos eléctricos y magnéticos que varían en el tiempo. ¿Cómo generar electricidad a partir del magnetismo?
A fin de responder esta pregunta, Faraday preparó dos bobinas, una enrollada entre la otra. Generó una corriente en una de ellas empleando cien pilas de Volta, e intentó detectar corriente en la otra, por medio de una especie de amperímetro. Después de múltiples esfuerzos, el 29 de agosto del año 1831, halló que cuando abría o cerraba el circuito de la primera bobina, se producía una corriente momentánea en la otra. Mediante sus experimentos, Faraday estableció que una corriente constante no induce corriente en otra bobina, que esto solo lo hace una corriente variable.
Del experimento se deduce que la aparición de la corriente inducida en la bobina no conectada a la batería, está condicionada por la variación del campo magnético de la bobina que sí está conectada. Al abrir y cerrar el interruptor del circuito conectado a la bobina, aparece y desparece el campo magnético en dicha bobina, o sea, varía el campo magnético y, como consecuencia, aparece corriente inducida en la bobina que no está conectada al circuito.
Fundamental :
La corriente obtenida por la variación del campo magnético (de la cantidad de líneas del campo magnético) se denomina corriente inducida y el fenómeno que la produce, inducción electromagnética.
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Montaje: La bobina se conecta al galvanómetro[2] que indicará si está circulando corriente eléctrica en este circuito. Operación: Mover el imán (manteniendo la bobina fija) o mover la bobina (manteniendo el imán fijo) para provocar variación en el campo magnético del imán que atraviesa el conductor cerrado (bobina). Explicación: Al acercar o alejar el imán respecto a la bobina, el galvanómetro detecta la aparición de corriente eléctrica en la bobina (corriente inducida). Esta corriente se induce por la variación del campo magnético que atraviesa la bobina (conductor cerrado) al existir movimiento relativo entre el imán y la bobina. | Montaje: Dos bobinas insertadas en un núcleo de hierro. Una de las bobinas está conectada a una batería (electroimán) y la otra solamente está conectada al galvanómetro[2] que indicará si por ella está circulando o no corriente eléctrica. Operación: Mover una de las bobinas mientras la otra permanece en reposo (movimiento relativo). Explicación: Durante el movimiento relativo de las bobinas aparece en la que está conectada al galvanómetro una corriente inducida, producida por la variación del campo magnético que la atraviesa. | Montaje: Dos bobinas insertadas en un núcleo de hierro. Una de las bobinas está conectada a una fuente de corriente directa y la otra está conectada al galvanómetro. Operación: Abrir y cerrar el circuito. Explicación: Al abrir y cerrar el circuito de la bobina conectada a la fuente de corriente, se produce variaciones del campo magnético que atraviesa a la bobina conectada al galvanómetro. Al cerrar el circuito, aumenta el número de líneas del campo magnético y al abrirlo, disminuye. Estas variaciones del campo magnético originan una corriente inducida en la bobina conectada al galvanómetro. |
Atención :
Mientras mayor sea la rapidez con que varía la cantidad de campo magnético que atraviesa a un conductor cerrado, mayor será la intensidad de la corriente inducida en él.
Si se acerca o se aleja el imán respecto a la bobina con mayor rapidez, la aguja del galvanómetro detecta una corriente inducida de mayor valor que cuando el movimiento relativo imán-bobina se efectúa más lentamente.
: Ley de inducción electromagnética de Faraday
Cuando cambia la cantidad de campo magnético (el número de líneas del campo) que atraviesa el área limitada por un conductor cerrado (conductor recto, espira o solenoide) surge en este una corriente eléctrica.
Aplicación práctica de la ley de inducción electromagnética
La ley de inducción electromagnética de Faraday constituye la base del funcionamiento de numerosos dispositivos y procesos: generadores eléctricos, transformadores, cocina de inducción, guitarra eléctrica, lectura de cintas y discos magnéticos mediante cabezales, entre otros. Vale destacar que los generadores de inducción y los transformadores son utilizados para producir y transmitir la mayor parte de la energía eléctrica que se consume en las sociedades modernas.