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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA INSTITUTO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO ECONOMIA GENERAL SAIA – BARINAS FISICA II

LEY DE FARADAY Elaborado por: Nestor Jesús Moreno Sánchez C.I. 14.331.859

Guarenas, Febrero del 2016

Michael Faraday llevó a cabo uno de los mayores avances en la teoría electromagnética cuando en 1831 descubrió experimentalmente que se inducia una corriente en una espira conductora cuando cambiada el flujo magnético que atravesaba la espira. La relación cuantitativa entre la fuerza electromotriz inducida y la razón de cambio del flujo ligado, basada en observaciones experimentales, se conoce como ley de Faraday.

El polo norte del imán penetra en la bobina, la aguja del galvanómetro se desvía hacia la derecha del lector

Cuando el polo norte se aleja la aguja se desvía hacia la izquierda del lector.

“Faraday pudo demostrar a través de varios experimentos que podía inducir una corriente (I) en una bobina al acercar o alejar un imán”.

La ley de Faraday establece que “la f.e.m. inducida en un circuito es numéricamente igual a la derivada respecto al tiempo, cambiada de signo, del flujo que lo atraviesa”:

En la ecuación expresa que los campos magnéticos variables en el tiempo tienden a inducir corrientes cuyos campos magnéticos se opongan a que el campo B total varié con el tiempo; las corrientes inducidas no se oponen al campo magnético inductor, sino a su variación.

Frente a una bobina de N = 100 espiras se encuentra un imán recto. Alejando el imán de la bobina, el flujo de campo magnético que atraviesa cada una de las espiras varia del valor Ф1 = 5 .10-4 Webers al valor Ф2 = 2 .10-4 Webers en un intervalo de tiempo ∆t = 0,04 s. ¿Cuál es el valor medio de la fuerza electromotriz inducida en la bobina? ¿Cuál es la intensidad media de la corriente inducida si la resistencia de la bobina es R = 6 Ω?

Datos: Ф1 = 5 .10-4 Webers Ф2 = 5 .10-4 Webers ∆t = 0,04 s R=6Ω

Paso 1 Aplicamos la dos formulas correspondiente al enunciado: Formula N° 1 FLUJO DE CAMPO MAGNETICO

∆ФB = ФB2 – ФB1 Formula N° 2 LEY DE INDUCIÓN DE FARADAY

E = ∆ФB . N / ∆t Formula N° 3 INTENSIDAD MEDIA DE CORRIENTE

I = E/R

Paso 2 Solución: En este caso existe una variación de flujo de campo magnético a través de cada espira de la bobina Se calcula el FLUJO DE CAMPO MAGNETICO, y tenemos que:

∆ФB = Ф2 – Ф1 ∆ФB = (2 .10-4 - 5 . 10-4 ) Wuebers ∆ФB = -3 . 10-4

Paso 3 Solución: Posteriormente, realizamos el calculo de la fuerza electromotriz inducida media en la bobina, aplicando la formula N° 2 LEY DE INDUCIÓN DE FARADAY

E = - N . ∆ФB / ∆t E = -100 . (-3 . 10-4 Wuebers) / 0,04s E = 0,75 V

Paso 4 Solución: Finalmente calculamos la intensidad media de corriente inducida, el cual nos queda de la siguiente manera:

I = E/R

I = 0,75 V / 6Ω I = 0,125 A

Existen variedad de equipos que se usan en la vida real, en el cual se aplica la ley de Faraday, entre ellos podemos citar los siguientes:

Motores de licuadora Generadores eléctricos El transformador Dinamo de una bicicleta Espectrómetro de masas Geófono

Faraday demostró también que si se hace pasar una corriente eléctrica por un alambre y se coloca dentro de un campo magnético, el mismo alambre se mueve. Este descubrimiento sirvió de base para el perfeccionamiento y desarrollo de los mo tores eléctricos. Fue tanta la importancia de estos dos descubrimientos que, con frecuencia, se llama a Faraday el padre de la era de la electricidad. También en el campo de la química hizo Faraday algunos descubrimientos; entre ellos el de la bencina, que sirve de punto de partida para la fabricación de tinturas, perfumes y explosivos. Los resultados de los trabajos de Faraday son más asombrosos todavía si tomamos en cuenta que su instrucción escolar fue muy deficiente.

Motor eléctrico Es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas.

Electrolisis Es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.

Motor Homopolar Es un generador eléctrico de corriente continua que consta de un disco conductor que gira en un plano perpendicular a un campo magnético estático y uniforme..

Jaula de Faraday Se conoce como jaula de Faraday el efecto por el cual el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio es nulo, anulando el efecto de los campos externos.

Globos Es un recipiente de material flexible relleno generalmente de aire o helio, a menudo usado como juguete para los niños. También sirven de decoración en cumpleaños y otras celebraciones.

En este tema se puede concluir que Faraday busco la relación cuantitativa entre la velocidad de variación del flujo y la fuerza electromotriz inducida y sus experiencias le permitirían enunciar la ley que lleva su nombre: "la f.e.m inducida es igual a la velocidad de variación del flujo“ en símbolos E=delta fi/delta t ( en V) Por ende se dice que es una de las leyes mas importantes de la física. A pesar de su forma sencilla, abarca un amplísimo conjunto de fenómenos. Para darle la importancia que tiene se puede analizar cuantos hechos se sintetizan en ella como por ejemplo = lo que ocurre cuando un imán se acerca o se aleja de una esfera o de un solenoide; como influye la rapidez con que lo hace.