22/06/2024
Generador de Faraday moderno

Ley de Faraday

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Para comprender cómo funciona un generador eléctrico es imprescindible tener una noción correcta de lo que es la ley de Faraday, conocida como la ley de la inducción electromagnética. A continuación te explicamos de forma sencilla sus principios y aplicaciones.

Orígenes

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La inducción electromagnética tiene sus orígenes en el siglo XIX como parte de una serie de investigaciones que buscaba funciones útiles a la teoría electromagnética. Hacia 1931 el científico Michael Faraday haría grandes hallazgos que terminarían en el planteamiento de la ley de la inducción electromagnética. Cabe señalar que existe otro personaje menos conocido, Joseph Henry, quien habría descubierto los mismos principios en la misma época.

Generador de Faraday original
Generador de Faraday

El primer experimento de Faraday consistía en enrollar dos cables en lados opuestos de un anillo de hierro y medir las corrientes en un lado del cable. Al conectar este circuito a una batería pudo detectar corrientes que “pasaban” a través del anillo, a las que llamo ondas eléctricas.

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Posteriormente Faraday realizó otros experimentos con imanes, los cuales hacía pasar por un embobinado; y finalmente logró generar corrientes directas al girar un disco de cobre cerca de una barra de imán, en lo que se conoció como el generador homopolar de Faraday.

Generador de Faraday moderno
Modelo del generador de Faraday
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La ley de Fraday

Ciertamente todos estos experimentos tomaron mucho más tiempo y complejidad de la que nosotros solemos explicarlo, y no fue sino hasta 1834 que Heinrich Lenz terminaría por describir cómo funcionaban estas corrientes inducidas. A continuación explicamos las propiedades de la ley de Faraday.

Enunciado de la ley de Fraday:

Toda fuerza de electromagnética en un circuito cerrado es directamente proporcional a la velocidad con la que cambia el flujo magnético que atraviesa la superficie y en una dirección contraria.

Esto significa que, el cambio del flujo magnético sobre una superficie conductiva, genera un cambio de voltaje. La fuerza generada se le suele llamar Fuerza Electromotriz (Fem) y tiene un valor vectorial contrario al sentido del flujo magnético. Matemáticamente se expresa como:

ley de fraday

Donde Epsilón es un voltaje, Phi es el flujo magnético, y t es el tiempo. El signo negativo es debido al valor vectorial contrario.

A partir de la primera ecuación se puede deducir que:

Ley de Faraday

Flujo magnético como una integral de superficie. En donde B es el campo magnético visto como un campo vectorial multiplicado por producto punto del diferencial de área.

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