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Ley de Faraday - experimento de Faraday
Índice
Introduccion
Ley de faraday
-experimento de Faraday
- Aplicación
Conclusion
Bibliografia
Introducción
El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los
fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoria, todo
empezando en investigaciones de Michael Faraday.
En este trabajo investigaremos la ley de Faraday en que consiste y sus aplicaciones.
Grandes postulados del
electromagnetismo.
[pic]
La ley de inducción electromagnética de Faraday o simplemente ley
de Faraday se basa en los experimentos realizados por Michael Faraday en 1831
donde establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente
proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético
que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde
Donde es el campo eléctrico, es el
elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad
de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo
borde es C. Las direcciones del contorno C y
de estan dadas por la regla de la manoderecha.
Experimento realizado por Faraday
Ahora se describe un experimento, realizado por primera vez por Faraday, el
cual se representa en la figura. Parte del aparato consta de una bobina
conectada a una batería y a un interruptor. La
bobina se devana alrededor de un anillo
(núcleo) de hierro para intensificar el campo producido por la corriente
a través de la bobina. Una segunda bobina a al derecha,
también se devana alrededor del anillo de hierro y se conecta
a un galvanómetro. Se hara referencia a esta como bobina secundaria y a su
correspondiente circuito como
circuito secundario. Esta segunda bobina con su circuito no cuenta con
batería. . El único propósito de este
circuito es detectar cualquier corriente que pueda ser producida por un cambio
en el campo magnético. Experimento de Faraday. Cuando
el interruptor en el circuito primario, a la izquierda, se cierra, el
galvanómetro en el circuito secundario se desvía
momentaneamente.La primera impresión que se puede tener es que no
debería de detectar ninguna corriente en el circuito secundario. Sin embargo, algo sucede cuando de repente se abre y se cierra el
interruptor.En el instanteque se cierra el interruptor en el circuito primario,
el galvanómetro en el circuito secundario se desvía en una
dirección y luego regresa a cero. Cuando se
abre el interruptor, el galvanómetro se desvía en la
dirección opuesta y de nuevo regresa a cero. Finalmente,
el galvanómetro da una lectura de cero cuando la corriente es estable en
el circuito primario. Como resultado de estas observaciones, Faraday concluyó que una
corriente eléctrica puede ser producida por cambios en el campo
magnético. Una corriente no puede ser producida por un campo magnético estable. La corriente que se
produce en el circuito secundario ocurre sólo en el instante en que el
campo magnético a través de la bobina secundaria esta
cambiando. En efecto, el circuito secundario se comporta como si existiera
una fuerza electromagnética conectada en un corto instante. Esto se
puede enunciar diciendo que
“Una fuerza electromagnética inducida es producida en el circuito
secundario por los cambios en el campo magnético '.
Aplicación de la ley de Faraday. Una bobina consta de 200 vueltas de alambre enrolladas sobre el
perímetro de una estructura cuadrada cuyo lado es de 18cm.
Cada vueltatiene la misma area, igual a la de la estructura y la
resistencia total de la bobina es de 2. Se aplica un
campo magnético uniforme y perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia
linealmente desde 0 hasta 0.5Wb/m² en un tiempo
de 8s, encuéntrese la magnitud de la fuerza electromagnética
inducida en la bobina mientras el campo esta cambiando.
Solución
El area de la espira es (0.18m)² = 0.0324 m². El
flujo magnético a través de la espira par t=0 es cero por lo que
B=0. Para t=0.8s, el flujo magnético a través de la espira es
Por lo tanto, la magnitud de la fuerza electromagnética inducida
es
Conclusión
La realización de este trabajo me enseño mucho como esta y otras leyes ayudan a comprender
lo que es el electromagnetismo.
En el caso de la ley de Faraday concluí lo siguiente
“Es un cambio en el flujo eléctrico a través del area limitada
por un circuito cerrado que induce una fuerza electromotriz en este. Su mayor
aplicación es en los generadores eléctricos, como por ejemplo en
las hidroeléctricas.
Bibliografía
https://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/electymagnet/tem5_7_.htm
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday
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