Inducción electromagnética

Si bien el sorprendente descubrimiento del electromagnetismo por parte de Oersted allanó el camino para aplicaciones más prácticas de electricidad, fue Michael Faraday quien nos dio la clave para la práctica generación de electricidad: inducción electromagnética . Faraday descubrió que se generaría un voltaje a lo largo de un cable si ese cable se exponía a un flujo de campo magnético perpendicular de intensidad cambiante.

Una manera fácil de crear un campo magnético de intensidad cambiante es mover un imán permanente junto a un alambre o una bobina de alambre.

Recuerda: El campo magnético debe aumentar o disminuir en intensidad perpendicular al cable (de modo que las líneas de flujo "atraviesen" el director ), o de lo contrario no se inducirá voltaje.

Faraday pudo relacionar matemáticamente la tasa de cambio del flujo del campo magnético con el voltaje inducido (tenga en cuenta el uso de una letra "e" minúscula para el voltaje. Esto se refiere a instantáneo voltaje, o voltaje en un punto específico en el tiempo, en lugar de un voltaje estable y constante):

Los términos "d" son notación de cálculo estándar, que representan la tasa de cambio de flujo a lo largo del tiempo. "N" representa el número de vueltas, o vueltas, en la bobina de alambre (asumiendo que el alambre tiene la forma de una bobina para máxima eficiencia electromagnética).

Este fenómeno se utiliza en la construcción de generadores eléctricos, que utilizan energía mecánica para mover un campo magnético a través de bobinas de alambre para generar voltaje. Sin embargo, este no es de ninguna manera el único uso práctico de este principio.

Si recordamos que el campo magnético producido por un cable portador de corriente es siempre perpendicular a ese cable, y que la intensidad de flujo de ese campo magnético varía con la cantidad de corriente que lo atraviesa, podemos ver que un cable es capaz de inducir un voltaje a lo largo de su propia longitud simplemente debido a un cambio en la corriente a través de él. Este efecto se llama autoinducción :un campo magnético cambiante producido por cambios en la corriente a través de un cable que induce voltaje a lo largo de ese mismo cable. Si se mejora el flujo del campo magnético doblando el cable en forma de bobina y / o envolviendo esa bobina alrededor de un material de alta permeabilidad, este efecto de voltaje autoinducido será más intenso. Un dispositivo construido para aprovechar este efecto se llama inductor , y se discutirá con mayor detalle en el próximo capítulo.

REVISAR:

• Un campo magnético de intensidad cambiante perpendicular a un cable inducirá un voltaje a lo largo de ese cable. La cantidad de voltaje inducido depende de la tasa de cambio del flujo del campo magnético y del número de vueltas del cable (si está enrollado) expuesto al cambio en el flujo.
• Ecuación de Faraday para voltaje inducido:e =N (dΦ / dt)
• Un cable portador de corriente experimentará un voltaje inducido a lo largo de su longitud si la corriente cambia (cambiando así el flujo del campo magnético perpendicular al cable, induciendo voltaje de acuerdo con la fórmula de Faraday). Un dispositivo construido específicamente para aprovechar este efecto se llama inductor .

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de electromagnetismo avanzado e inducción electromagnética
• Hoja de trabajo de electromagnetismo intermedio e inducción electromagnética
• Hoja de trabajo básica de electromagnetismo e inducción electromagnética