Induccion electromagnetica

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él. Entre mas rapido cruce el conductor a traves del capo, mas vueltas existan en la bobina  y mas intenso sea el campo magnetico, mayor sera la fem inducida  y el flujo de la corriente.

Ejemplo:
Un solenoide de 200 vueltas y de sección circular de diámetro 8 cm está situado en un campo magnético uniforme de valor 0,5 T cuya dirección forma un ángulo de 60º con el eje del solenoide. Si en un tiempo de 100 ms disminuye el valor del campo magnético uniformemente a cero, determine:

a) El flujo magnético que atraviesa inicialmente el solenoide.

b) La fuerza electromotriz inducida en dicho solenoide.

Solución:

El flujo que atraviesa inicialmente una espira es:

F = B.S = B.S. cos q

y el que atraviesa el solenoide:

F = N. B. S. cos q = 200. 0'5. p.0'08² . cos 60 = 1'0053 Wb

Si el campo magnético disminuye uniformemente* a cero en 0'1 s, la expresión del campo magnético en ese intervalo de tiempo será la ecuación de la recta que pasa por los puntos (B=0'5, t=0) y (B=0, t=0'1) :

B = 0'5. ( 1 - t / 0'1 ) = 0'5. (1 - 10.t)

y la expresión del flujo en función del tiempo será:

F = N. B. S. cos q = 200. 0'5. (1 - t/0'1) . p.0'08² . cos 60 = 1'0053. (1 - 10.t)

Al producirse una variación en el flujo se induce una f.e.m. que es proporcional y opuesta a la variación de flujo en la unidad de tiempo*:

Î = - ¶F / ¶t = -1'0053( - 10) = 10'053 Voltios

El sentido de la corriente inducida debe ser tal que cree un campo magnético hacia la derecha en el dibujo, pues es en ese sentido en el que disminuye el campo magnético exterior.

* Nota: Si el campo varía uniformemente se puede utilizar la expresión:

Î = - (F_final - F_inicial) / t = - (0 - 1'0053) / 0'1 = 10'053 Voltios