La inducción magnética es la era de una presión electromotriz alrededor de un conductor eléctrico en un campo magnético convertidor. Cambio de inducción observado por Michael Faraday en 1831, y se describió oficialmente como la ley de inducción de Faraday por James Clerk Maxwell. Y la regulación de Lenz describe la ruta del campo precipitado.
La inducción electromagnética es utilizada por aditivos eléctricos como inductores y transformadores, además de dispositivos como vehículos eléctricos y generadores.
Leyes de inducción de Faraday
Según la inducción electromagnética, un cambio en el campo magnético alrededor de un circuito eléctrico produce una corriente en el circuito. La fuerza del campo magnético o la velocidad relativa del campo magnético y el circuito eléctrico son los factores que afectan la cantidad de corriente inducida en el cable.
La ley de inducción electromagnética de Faraday, también conocida como la ley del electromagnetismo , es responsable del funcionamiento de los generadores eléctricos, motores, transformadores e inductores.
primer experimento
Faraday y Henry realizaron una serie de experimentos para comprender mejor la inducción electromagnética.
En el experimento se utilizan un imán de barra, una bobina unida a un circuito que contiene un cable conectado a un galvanómetro y un galvanómetro. Cuando el imán se acerca a la bobina con su polo norte dirigido hacia ella, el galvanómetro muestra una desviación. La desviación de la bobina significa que la corriente fluye a través de ella. La desviación del galvanómetro dura mientras el imán se mueve y desaparece tan pronto como el imán deja de moverse. Cuando el imán se aleja del galvanómetro, se registra la desviación, pero en la otra dirección, mostrando una inversión en la dirección actual.
Cuando la barra magnética se separó de la bobina con el Polo Sur mirando hacia la bobina, los efectos fueron el polo opuesto.
La desviación que se produce en el galvanómetro cuando el imán se aleja o acerca rápidamente a la bobina es grande y ofrece un gran volumen de flujo de corriente. Se logran resultados similares cuando el imán se mantiene estacionario mientras el circuito se acerca o se aleja de él. Como resultado, la bobina genera una corriente eléctrica debido al movimiento relativo de la bobina y el imán.
Segundo Experimento
En el segundo experimento, Faraday y Henry reemplazaron la barra magnética con otra bobina eléctrica conectada a una batería, como se muestra en el siguiente diagrama. Se reconoce que un campo magnético está asociado con cargas eléctricas en movimiento. Como resultado del flujo continuo de corriente a través de la segunda bobina, se formará un campo magnético homogéneo a su alrededor. Se crea una desviación en el galvanómetro cuando la segunda bobina se mueve hacia la primera bobina, mostrando el flujo de corriente eléctrica a través de la primera bobina. La desviación se detiene cuando la segunda bobina se detiene, y cuando la segunda bobina se aleja más de la primera bobina, se restablece la dirección de la desviación. Se observaron resultados similares cuando se dejó en reposo la segunda bobina mientras se tiraba de la primera hacia ella. La corriente se induce como resultado del movimiento relativo entre las bobinas.
Tercer experimento
Como se ilustra en las dos primeras pruebas, se induce una corriente eléctrica siempre que haya un movimiento relativo entre el imán y la bobina, o entre las dos bobinas. Faraday, por otro lado, estableció en su tercer experimento que no se requiere movimiento relativo para que la corriente fluya a través de la bobina. Para su tercer experimento, usó dos bobinas, una conectada a un galvanómetro y la otra a una batería y una llave de toque.
El circuito se completa, la corriente fluye a través de la bobina y se nota una breve desviación en el galvanómetro de la primera bobina cuando las dos bobinas se acercan y se presiona la tecla de golpeteo en la segunda bobina. Hay una desviación temporal en la dirección opuesta cuando se suelta la tecla. La deflexión en el galvanómetro aumenta cuando se coloca una barra de hierro a lo largo del eje de las bobinas. La participación de una barra de hierro aumenta la fuerza del electroimán. Como resultado, aumenta la magnitud de la corriente que fluye a través de la bobina, como se ve por la mayor desviación del galvanómetro.
Conclusión de los experimentos
Las tres pruebas llevaron a Faraday a la conclusión de que el flujo magnético total asociado con la bobina varía cada vez que la bobina y el campo magnético se mueven entre sí. El campo magnético oscilante generaría el voltaje a través de la bobina. Se genera una fuerza electromotriz a través de la bobina por la fluctuación del flujo magnético a lo largo del tiempo.
Primera Ley de Faraday
La primera ley de inducción electromagnética de Faraday establece que una vez que un conductor se coloca en un campo magnético fluctuante, se produce una tensión electromotriz en el conductor. Un día moderno se entrega aproximadamente incluso cuando este circuito está cerrado, y este día moderno se conoce como entregado aproximadamente en la actualidad.
Los siguientes son algunos métodos para cambiar el campo magnético:
- La bobina está en un círculo cuando se trata del imán.
- Ajustando el papel de la bobina cuando se trata del campo magnético.
- Ajustando la vecindad de la bobina dentro del campo magnético.
- Transfiriendo el imán en la parte delantera o trasera de la bobina.
Segunda Ley de Faraday
Según la segunda ley de Faraday, la cantidad de fem generada en una bobina eléctrica es igual a la tasa de cambio del flujo eléctrico asociado a la bobina. El flujo asociado con la bobina está determinado por el producto del número de vueltas en la bobina y el flujo asociado con ella.
La fem de la bobina es proporcional a la carga del flujo magnético alterno que la recorre. La regulación de Faraday se puede representar matemáticamente como:
ε = –NdΦ/dt
dónde,
- ε es EMF generado,
- Φ es el flujo magnético asociado con la bobina y
- N es el número de vueltas en la bobina.
Aplicaciones de la Ley de Inducción Electromagnética de Faraday
- Este reglamento rige el funcionamiento de dispositivos como transformadores y motores eléctricos.
- La ley de inducción de Faraday puede ayudar a comprender cómo funciona una cocina de inducción.
- La velocidad del flujo de líquido se puede medir con un medidor de flujo electromagnético.
Ley de Lenz
Heinrich Lenz propuso la ley de Lenz en 1834. La ley de inducción electromagnética de Faraday nos ayudó a discernir cuánta presión electromotriz se genera en todo el circuito, y la ley de Lenz nos ayudó a discernir de qué manera fluye la energía eléctrica. De acuerdo con el reglamento de Lenz, el proceso de generar tecnología de punta dentro de la bobina se opone a la alternativa que genera la fem generada. Para colocarlo de otra manera, la tecnología flotará dentro de la dirección polar contraria del flujo que la crea.
- Primer experimento: cuando la corriente en la bobina fluye en el circuito, se forman líneas de campo magnético en el primer experimento. A medida que aumenta la corriente que circula por la bobina, también aumenta el flujo magnético. El flujo de corriente inducida será en la dirección opuesta a medida que aumenta el flujo magnético.
- Segundo experimento: en el segundo experimento, concluyó que después de que la bobina de uso moderno se enrolla en una barra de hierro con su lado izquierdo deja de comportarse como polo N y se mueve hacia la bobina S, se podría producir un moderno disparado.
- Tercer experimento: en el tercer experimento, la bobina relacionada con él disminuye a medida que sus millas se acercan al flujo magnético, lo que significa que la vecindad de la bobina dentro del sujeto magnético también se reduce.
La regla de Lenz sugiere que el movimiento de la bobina es antagónico mientras que el movimiento causado se da dentro del mismo curso debido al movimiento de la bobina. Al ejercer presión, el imán del bucle genera un contemporáneo. Para compensar el cambio, el contemporáneo tiene que observar la presión en el imán.
Fórmula de la ley de Lenz
Cuando un cambio en el flujo magnético genera un campo electromagnético, la polaridad del campo electromagnético inducido produce una corriente inducida cuyo campo magnético se opone al campo magnético cambiante inicial que lo creó, según la ley de Lenz.
ε = –NdΦ B /dt
dónde,
- ϵ = FEM inducida
- dΦ B = cambio en el flujo magnético
- N = número de vueltas en la bobina
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: Enuncie la primera ley de Faraday.
Responder:
Cuando se coloca un conductor en un campo magnético fluctuante, la primera ley de Faraday establece que se genera una fem, o fuerza electromotriz, a través del conductor.
Pregunta 2: ¿Qué es la Ley de inducción electromagnética de Lenz?
Responder:
La dirección de la corriente inducida en la bobina es tal que se opone al cambio que provoca la fem inducida, según la ley de Lenz.
Pregunta 3: ¿Qué son las corrientes de Foucault y cómo se puede utilizar la ley de Lenz para comprenderlas?
Responder:
La ley de Lenz gobierna la corriente de Eddy, que es una pequeña corriente eléctrica. En conductores, genera una corriente masiva en bucle, a pesar de que se usa para referirse a corrientes pequeñas. Cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético, se producen corrientes eléctricas, lo cual está de acuerdo con la ley de Lenz y contrarresta el efecto del movimiento, que provoca el amortiguamiento magnético. Los dispositivos de frenado magnético, como las montañas rusas, utilizan con frecuencia este tipo de movimiento en el que el campo inducido actúa en contra del movimiento a través del cual se forma.
Pregunta 4: ¿Qué es la segunda ley de Faraday?
Responder
De acuerdo con la segunda ley de Faraday, la cantidad de fem formada en una bobina eléctrica es igual a la tasa de cambio del flujo eléctrico acoplado a la bobina. El flujo asociado con la bobina está determinado por el producto del número de vueltas en la bobina y el flujo asociado con ella.
La fem de la bobina es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético que viaja a través de ella. La ley de Faraday se puede representar matemáticamente como:
ε=–NdΦ/dt
Pregunta 5: ¿Qué es el flujo magnético?
Responder
La cantidad de campo magnético que viaja a través de un área determinada se conoce como flujo magnético. También se conoce como el número de líneas de campo magnético que viajan a través de un lugar determinado. Tesla es la unidad SI para ello. El producto escalar del campo magnético y el vector de área se usa para calcularlo.
ϕ=B’⋅A’
Donde,
B’ es el campo magnético.
A’ es el vector de área.
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Artículo escrito por amanarora3dec y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA