Inducción electromagnética
Un flujo magnético cambiante induce una fuerza electromotriz y un campo eléctrico, el principio detrás de los generadores y transformadores.
Definition
La inducción electromagnética es la generación de una fuerza electromotriz y un campo eléctrico circulante por un flujo magnético cambiante, cuantificada por la ley de Faraday, con los efectos inducidos oponiéndose al cambio según la ley de Lenz.
Scope
Este tema cubre la ley de inducción de Faraday, la ley de Lenz y la dirección de los efectos inducidos, la fuerza electromotriz de movimiento y de transformador, la autoinducción y la inductancia mutua, y la energía almacenada en los campos magnéticos. Trata los campos eléctricos inducidos como no conservativos e introduce las corrientes de Foucault, dejando la radiación para temas posteriores.
Core questions
- ¿Cómo un flujo magnético cambiante impulsa una corriente en un circuito?
- ¿Por qué las corrientes inducidas se oponen al cambio que las produce?
- ¿Cómo se definen la inductancia y la energía magnética almacenada?
Key concepts
- flujo magnético
- fuerza electromotriz
- ley de Faraday
- ley de Lenz
- autoinducción
- inductancia mutua
- corrientes de Foucault
- energía magnética
Key theories
- Ley de inducción de Faraday
- La fuerza electromotriz alrededor de un bucle es igual a menos la tasa de cambio del flujo magnético a través de él; en forma diferencial, el rotacional del campo eléctrico es igual a menos la derivada temporal del campo magnético.
- Ley de Lenz
- La corriente inducida fluye de manera que se opone al cambio en el flujo que la causa, una consecuencia de la conservación de la energía que fija el signo en la ley de Faraday.
Clinical relevance
La inducción es el principio de funcionamiento de los generadores eléctricos, transformadores, motores de inducción y placas de cocción, la carga inalámbrica e inductiva, y las bobinas de gradiente y de radiofrecuencia de la resonancia magnética.
History
Faraday descubrió la inducción electromagnética en 1831, con Joseph Henry observando efectos relacionados de forma independiente. Lenz estableció la regla direccional en 1834, y Maxwell incorporó la inducción en sus ecuaciones de campo como la ley de rotacional para el campo eléctrico.
Key figures
- Michael Faraday
- Joseph Henry
- Heinrich Lenz
Related topics
Seminal works
- maxwell1873
- jackson1998
Frequently asked questions
- Cuál es la diferencia entre la FEM de movimiento y la FEM de transformador?
- La FEM de movimiento surge cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético estático, mientras que la FEM de transformador surge de un campo que varía en el tiempo a través de un circuito estacionario; ambas se unifican por la regla de flujo de Faraday.
- Por qué la ley de Lenz implica un signo menos?
- La corriente inducida se opone al cambio en el flujo para conservar la energía; si reforzara el cambio, crearía energía de la nada, por lo que el signo menos en la ley de Faraday refleja esta oposición.