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ENSAYO Y RESOLUCION DE PROBLEMAS Temas selectos de Física II

29 DE MARZO DE 2019 COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE OAXACA PL. 56 Ciudad Ixtepec, Oaxaca

ELECTROMAGNETISMO En 1831, el físico Británico Michael Faraday descubrió las corrientes eléctricas inducidas al realizar experimentos con una bobina, un imán y un galvanómetro. Cuando el polo norte del imán penetra en la bobina, la aguja del galvanómetro se desvía hacia la derecha del lector, y cuando el polo norte se aleja, la aguja se mueve hacia la izquierda, lo cual indica que la corriente cambio de sentido; igual ocurriría si el imán permanece fijo y se mueve la bobina; la finalidad es producir una variación del flujo magnético que actúa sobre esta, mientras mas se acerquen, mayor será la corriente inducida. De acuerdo con este experimento realizado en un inicio por Faraday podemos decir que:  

Las corrientes inducidas son aquellas producidas cuando se mueve un conductor en sentido transversal a las líneas de flujo de un campo magnético La inducción electromagnética es el fenómeno que da origen a la producción de una fuerza electromotriz (fem) y de una corriente eléctrica inducida, como resultado de la variación del flujo magnético debido al movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético.

Con base a sus experimentos, Faraday enuncio la ley del electromagnetismo “la fem inducida en un circuito formado por un conductor o una bobina es directamente proporcional al número de líneas de fuerza magnética cortadas en un segundo. En otras palabras: la fem inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que envuelve; se expresa de la siguiente manera: la intensidad de la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético.

Cuando se trata de una bobina con un determinado número de vueltas o espiras, su expresión será:

Y al calcular la fem inducida en un conductor recto de longitud L que se desplaza con una magnitud de velocidad v en forma perpendicular a un campo de inducción magnética B se utiliza la expresión:

RAUL EDUARDO ALONSO ENRIQUEZ

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El signo (-) de las primera dos ecuaciones se debe a la oposición existente entre la fem inducida y la variación del flujo que la produce, esto lo dedujo el físico ruso Heinrich Lenz, que dijo que siempre que se induce una fem, la corriente inducida tiene un sentido tal que tiende a oponerse a la causa que lo produce, es decir, el sentido de la corriente requerida para provocar el movimiento del campo magnético que la ha creado. Cuando un polo norte de un imán se acerca a una bobina, la corriente inducida toma un sentido, y los polos norte de la bobina y del imán se encuentran juntos. Como los polos del mismo nombre se rechazan, el polo norte de la bobina presenta una oposición al movimiento de aproximación del inductor, es decir, del imán. Si el imán se aleja, cambia el sentido de la corriente en la bobina, por tanto, el extremo del polo norte ahora será el polo sur que atrae al polo norte del imán y se opone a su alejamiento. En la actualidad la mayoría de la energía eléctrica que ocupamos es producida gracias al fenómeno de a inducción electromagnética; muchos generadores movidos por agua, vapor, hidrocarburos, etc. generan grandes cantidades de energía girando sus enormes bobinas con imanes de alta potencia. Los fenómenos de inducción electromagnética tienen una aplicación práctica e invaluable, ya que en ellos se originan los dinamos y alternadores que transforman la energía mecánica en eléctrica.

RAUL EDUARDO ALONSO ENRIQUEZ

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