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Importancia de la ley de faraday

Importancia de la ley de faraday

la ley de inducción de faraday

Para empezar, consideremos el escenario que se muestra en la figura \(\PageIndex{1}\). Una sola espira de alambre en presencia de un campo magnético impreso \({\bf B}\). Por razones que se explican más adelante, introducimos un pequeño hueco y definimos \(V_T\) como la diferencia de potencial medida a través del hueco según la convención de signos indicada. La resistencia \(R\) puede ser cualquier valor mayor que cero, incluyendo el infinito; es decir, un hueco literal.

Mientras \(R\) no sea infinito, sabemos por la Ley de Lenz (Sección 8.2) que un campo magnético variable en el tiempo causará una corriente en el cable. La Ley de Lenz también nos dice la dirección en la que fluirá la corriente. Sin embargo, la Ley de Lenz no nos dice la magnitud de la corriente, y elude algunos aspectos físicos importantes que tienen profundas implicaciones para el análisis y el diseño de dispositivos eléctricos, incluyendo generadores y transformadores.

La Ley de Faraday ofrece una imagen más completa. En términos del escenario de la figura \(\PageIndex{1}), la Ley de Faraday relaciona el potencial \(V_T\) inducido por la variación temporal de \({\bf B}\). \(V_T\) da lugar entonces a la corriente identificada en la Ley de Lenz. La magnitud de esta corriente es simplemente \(V_T/R\). Sin más preámbulos, aquí está la Ley de Faraday para este escenario de una sola espira:

importancia de la ley de faraday en la electrólisis

La ley de inducción de Faraday es uno de los conceptos importantes de la electricidad. Examina la forma en que los campos magnéticos cambiantes pueden hacer que fluya la corriente en los cables. Básicamente, es una fórmula/concepto que describe cómo se crea la diferencia de potencial (diferencia de voltaje) y cuánto se crea. Es un concepto muy importante para entender que el cambio de un campo magnético puede crear tensión.

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Michael Faraday fue un físico inglés que trabajó a principios de 1800. Trabajó con otro científico llamado Sir Humphrey Davy. El gran descubrimiento de Faraday tuvo lugar en 1831, cuando descubrió que cuando se cambia un campo magnético, se puede crear una corriente eléctrica. Hizo muchos otros trabajos con la electricidad, como fabricar generadores y experimentar con la electroquímica y la electrólisis.

Los experimentos de Faraday comenzaron con campos magnéticos que permanecían iguales. Esa configuración no inducía la corriente. Sólo cuando empezó a cambiar los campos magnéticos se indujo (creó) la corriente y el voltaje. Descubrió que los cambios en el campo magnético y el tamaño del campo estaban relacionados con la cantidad de corriente creada. Los científicos también utilizan el término flujo magnético. El flujo magnético es un valor que es la fuerza del campo magnético multiplicada por la superficie del dispositivo.

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El aparato utilizado por Faraday para demostrar que los campos magnéticos pueden crear corrientes se ilustra en la siguiente figura. Cuando se cierra el interruptor, se produce un campo magnético en la bobina de la parte superior del anillo de hierro y se transmite (o guía) a la bobina de la parte inferior del anillo. El galvanómetro se utiliza para detectar cualquier corriente inducida en una bobina separada en la parte inferior.

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Aparato de Faraday: Es el aparato de Faraday para demostrar que un campo magnético puede producir una corriente. Un cambio en el campo producido por la bobina superior induce una FEM y, por tanto, una corriente en la bobina inferior. Cuando el interruptor se abre y se cierra, el galvanómetro registra corrientes en direcciones opuestas. No fluye ninguna corriente por el galvanómetro cuando el interruptor permanece cerrado o abierto.

Se comprobó que cada vez que se cierra el interruptor, el galvanómetro detecta una corriente en una dirección en la bobina del fondo. Cada vez que se abre el interruptor, el galvanómetro detecta una corriente en la dirección opuesta. Curiosamente, si el interruptor permanece cerrado o abierto durante cualquier periodo de tiempo, no hay corriente a través del galvanómetro. El cierre y la apertura del interruptor inducen la corriente. Es el cambio en el campo magnético lo que crea la corriente. Más básico que la corriente que fluye es la fuerza electromotriz (EMF) que la causa. La corriente es el resultado de una FEM inducida por un campo magnético cambiante, haya o no un camino para que fluya la corriente.

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Experimento de Faraday que muestra la inducción entre bobinas de alambre: La pila líquida (derecha) proporciona una corriente que fluye a través de la pequeña bobina (A), creando un campo magnético. Cuando las bobinas están inmóviles, no se induce ninguna corriente. Pero cuando la bobina pequeña se mueve dentro o fuera de la bobina grande (B), el flujo magnético a través de la bobina grande cambia, induciendo una corriente que es detectada por el galvanómetro (G)[1].

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La ley de inducción de Faraday (brevemente, la ley de Faraday) es una ley básica del electromagnetismo que predice cómo un campo magnético interactuará con un circuito eléctrico para producir una fuerza electromotriz (FEM), un fenómeno conocido como inducción electromagnética. Es el principio fundamental de funcionamiento de los transformadores, los inductores y muchos tipos de motores eléctricos, generadores y solenoides[2][3].

La ecuación de Maxwell-Faraday (que figura como una de las ecuaciones de Maxwell) describe el hecho de que un campo eléctrico que varía espacialmente (y también posiblemente en el tiempo, dependiendo de cómo varíe un campo magnético en el tiempo) siempre acompaña a un campo magnético que varía en el tiempo, mientras que la ley de Faraday establece que hay FEM (fuerza electromotriz, definida como el trabajo electromagnético realizado sobre una carga unitaria cuando ha dado una vuelta a una espira conductora) en la espira conductora cuando el flujo magnético a través de la superficie encerrada por la espira varía en el tiempo.

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