Ley de Faraday y Lenz

INSTITUTO TECNICO RICALDONE SALESIANOS DEPARTAMENTO DE ELECTROMECANICA

“LEY DE FARADAY Y LENZ”

PROF.: Alejandro Antonio Mejía Alvarado

Presentado por:

José Roberto Guzmán Caravantes Huber Armando Hernández Romero Herbert Giovanni Ramos Garzona Norma Alvarenga Bacil ergio !avid "a# $uintanilla

rado: %& 'lectromecánica

an alvador (% de )ebrero de (*+( 1

Ind!"e ,ntroducci-n......................................................................................................... 3 .bjetivos............................................................................................................. 4 Generales/......................................................................................................... 4 's0ecí)icos/....................................................................................................... 4 1e2 de 3arada2............................................................................................ ......... 5 1e2 de 1enz................................................................................................... ..... 10 Conclusiones................................................................................................ ....... 13

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Introd#""!$n

'n el 0resente re0orte se mencionaran unos 0untos mu2 im0ortantes sobre la le2 de 3arada2 2 la le2 de 1enz4 e 0uede mencionar 5ue el contenido del trabajo es 0ara una mejor e#0licaci-n  2 com0rensi-n sobre el tema en el cual se e#0lica cada le26 cual es su )unci-n 2 como se relaciona una con la otra 2a 5ue estas dos le2es se 0uede decir 5ue tienen un enlace en com7n lo cual se menciona en el tema4

3

O%&et!'os

enera(es:

+

Conocer los ti0os de le2es 5ue e#isten en el área de electricidad4

(

'#0licar a los com0a8eros de la clase el tema dado6 0ara un ma2or a0rendizaje4

Espe")*!"os:

(4+ Analizar la relaci-n 5ue e#iste entre las le2es mencionadas4 (4( Com0render la a0licaci-n de cada le24 (4% .bservar c-mo se a0lican estas le2es en nuestro diario vivir si es 5ue e#iste una a0licaci-n diaria4

4

Le+ de Farada+

Mic9ael 3arada2 era un cientí)ico del siglo :;,,,6 descubridor de la inducci-n electromagnética4 'sta )ue la le2 más conocida 5ue enunci- 3arada26 en la 5ue demostraba 5ue el voltaje inducido es directamente 0ro0orcional a la velocidad con la 5ue cambia el )lujo magnético 5ue atraviesa una su0er)icie con el circuito como borde4

's algo así como la 0arte contraria al trabajo de
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.tra a0licaci-n im0ortante es la creaci-n de motores eléctricos6 5ue trans)orman la energía eléctrica en mecánica6 di)erenciándose así de los motores 5uímicos6 5ue trans)orman el 0oder calorí)ico del combustible en energía mecánica4 Además6 los motores eléctricos tienen ma2or rendimiento4 =ara e#0licar mejor este tema 9ablaremos de conce0tos como/ Magnetismo6 electricidad 2 relatividad es0ecial al unir estos dos conce0tos generamos lo 5ue es el 'lectromagnetismo4 Como consecuencia de la teoría de la relatividad es0ecial de 'instein6 la electricidad 2 el magnetismo estaban com0rendidos como vinculantes4 "anto el magnetismo sin la electricidad como la electricidad sin magnetismo serían inconsistentes con la nueva teoría 0or los e)ectos como la contracci-n de la longitud6 la dilataci-n del tiem0o 2 la de0endencia de la velocidad en el cam0o magnético4 in embargo cuando ambas )ueron tomadas en cuenta6 la reciente teoría del electromagnetismo )ue totalmente consistente con la relatividad4 'n 0articular6 un )en-meno 5ue 0arece como eléctrico 0ara un observador 0uede 0arecer magnético 0ara otro6 o más generalmente las contribuciones generales de la electricidad 2 el magnetismo son de0endientes del marco de re)erencia4 'ntonces6 la >mezcla> de la relatividad es0ecial entre electricidad 2 magnetismo en una sola dio un )en-meno inse0arable llamado electromagnetismo ?análogo a lo 5ue la misma teoría >mezcl-> al tiem0o con el es0acio en el es0acio@tiem0o4

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Cam0os 2 )uerzas magnéticas cam0o magnético el )en-meno del magnetismo es ejercido 0or un cam0o magnético6 una corriente eléctrica o un di0olo magnético crea un cam0o magnético6 éste al girar im0arte una )uerza magnética a otras 0artículas 5ue están en el cam0o4 =ara una a0ro#imaci-n e#celente las ecuaciones de Ma#ell6 describen el origen 2 el com0ortamiento de los cam0os 5ue gobiernan esas )uerzas4 =or lo tanto el magnetismo se observa siem0re 5ue 0artículas cargadas eléctricamente están en movimiento4 =or ejem0lo6 del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento orbital de los electrones alrededor del n7cleo at-mico4

1a misma situaci-n 5ue crea cam0os magnéticos ?carga en movimiento en una corriente o en un átomo 2 di0olos magnéticos intrínsecos son también situaciones en 5ue el cam0o magnético causa sus e)ectos6 creando una )uerza4 !onde es la carga eléctrica de la 0artícula6 es el vector velocidad de la 0artícula 2 es el cam0o magnético4 !ebido a 5ue esto es un 0roducto cruz6 la )uerza es 0er0endicular al movimiento de la 0artícula 2 al cam0o magnético4 1a )uerza magnética no realiza trabajo mecánico en la 0artícula6 esto cambiaría la direcci-n del movimiento de ésta6 0ero esto no causa su aumento o disminuci-n de la velocidad4 na 9erramienta 0ara determinar la direcci-n del vector velocidad de una carga en movimiento6 es siguiendo la le2 de la mano derec9a ?véase Regla de la mano derec9a4 7

'l )ísico alemán Heinric9 1enz )ormul- lo 5ue a9ora se denomina la le2 de 1enz6 ésta da una direcci-n de la )uerza electromotriz ?)em 2 la corriente resultante de una inducci-n electromagnética4

e 0uede ver una mu2 com7n )uente de cam0o magnético en la naturaleza6 un di0olo4 Dste tiene un >0olo sur> 2 un >0olo norte>6 sus nombres se deben a 5ue antes se usaban los magnetos como br7julas6 5ue interactuaban con el cam0o magnético terrestre6 0ara indicar el norte 2 el sur del globo4 n cam0o magnético contiene energía 2 sistemas )ísicos 5ue se estabilizan con con)iguraciones de menor energía4 =or lo tanto6 cuando se encuentra en un cam0o magnético6 un di0olo magnético tiende a alinearse solo con una 0olaridad di)erente a la del cam0o6 lo 5ue cancela al cam0o lo má#imo 0osible 2 disminu2e la energía recolectada en el cam0o al mínimo4 =or ejem0lo6 dos barras magnéticas idénticas 0ueden estar una a lado de otra normalmente alineadas de norte a sur6 resultando en un cam0o magnético más 0e5ue8o 2 resiste cual5uier intento de reorientar todos sus 0untos en una misma direcci-n4 1a energía re5uerida 0ara reorientarlos en esa con)iguraci-n es entonces recolectada en el cam0o magnético resultante6 5ue es el doble de la magnitud del cam0o de un magneto individual4 ?'sto es 0or5ue una magneto usada como com0ás interact7a con el cam0o magnético terrestre 0ara indicar Norte 2 ur

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na alternativa )ormulada6 e5uivalente6 5ue es )ácil de a0licar 0ero o)rece una menor visi-n6 es 5ue un di0olo magnético en un cam0o magnético e#0erimenta un tor5ue 2 una )uerza 5ue 0uede ser e#0resada en términos de un cam0o4 Ea se antici0- 5ue6 al igual 5ue una corriente crea un cam0o magnético6 un cam0o magnético 0uede crear una corriente eléctrica4 'sto es una consecuencia del 0rinci0io de conservaci-n de la energía/ n sistema tiende a mantener su energía constante4 Como 5uiera 5ue el magnetismo no es sino una de las )ormas en 5ue se mani)iesta la energía6 resulta 5ue una bobina intenta mantener su )lujo magnético ?su energía magnética almacenada constante4 i causas e#ternas lo 9acen disminuir6 la bobina reaccionará creando una corriente 5ue mantenga el )lujo inicial4 i6 0or el contrario6 causas e#ternas lo 9acen aumentar6 la bobina reaccionará creando una corriente 5ue origine un )lujo contrario6 a )in de disminuir el )lujo 2 mantenerlo en su valor inicial4 Naturalmente esta situaci-n no se 0uede mantener6 2a 5ue una bobina6 0or sí sola6 no es ca0az de generar energía inde)inidamente4 =asado un cierto tiem0o6 la reacci-n de la bobina cesará 2 >ace0tará> las condiciones im0uestas desde el e#terior4 'ste com0ortamiento de las bobinas )ué descubierto e#0erimentalmente 0or 1enz6 5uien enunci- su 1e2 de la siguiente manera/ 9

Le+ de Len,

>Cuando varía el )lujo magnético 5ue atraviesa una bobina6 esta reacciona de tal manera 5ue se o0one a la causa 5ue 0rodujo la variaci-n> 's decir6 si el )lujo aumenta6 la bobina lo disminuiráF si disminu2e lo aumentará4 =ara conseguir estos e)ectos6 tendrá 5ue generar corrientes 5ue6 a su vez6 creen )lujo 5ue se o0onga a la variaci-n4 e dice 5ue en la bobina 9a a0arecido una C.RR,'N"' ,N!C,!A6 26 0or lo tanto6 NA 3'RA '1'C"R.M."R, ,N!C,!A4 e verá un ejem0lo aclaratorio/ u0ongamos 5ue la bobina6 situada a la iz5uierda en la )igura siguiente6 tiene un )lujo nulo4=or lo 5ue la corriente , será nula también4 i le acercamos un imán6 0arte del )lujo de éste atravesará la 0ro0ia bobina6 0or lo 5ue el )lujo de la bobina 0asará de ser nulo a tener un valor4 1a bonina reaccionará intentando anular este aumento de )lujo 2 C-mo lo 9ará I 1o 9ará creando una corriente , en el sentido indicado en la )igura6 0or5ue de esa manera6 esta corriente creará un )lujo contrario o0oniéndose al aumento im0uesto desde el e#terior4 na vez transcurrido cierto tiem0o6 la bobina se 9a amoldado a las nuevas condiciones 2 el )lujo 5ue la atraviesa será el 5ue le im0one el imán4 Al amoldarse dejará de crear la corriente indicada6 5ue 0asará de nuevo a ser cero4

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i a9ora se aleja el imán6 el )lujo 5ue estaba a9ora atravesando la bobina disminuirá6 0or lo 5ue la bobina reaccionará creando de nuevo una corriente está vez de signo contrario al anterior6 0ara 0roducir un )lujo 5ue se o0onga a la disminuci-n4

1'E

!'

3ARA!AE4@  1a 1e2 de 1enz solamente 9abla de la )orma en 5ue se com0orta la bobina 0ero no dice nada acerca de la magnitud de la corriente o de la )uerza electromotriz inducida4 3arada2 lleg- a la conclusi-n 5ue esta ?la )uerza electromotriz ' vale/ Delta variación de fujo

iendo/

-n #

Delta T

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'/ )4e4m4 inducida n/ n7mero de es0iras de la bobina !)/ ;ariaci-n del )lujo !t/ "iem0o en 5ue se 0roduce la variaci-n de )lujo 'l signo menos ?@ indica 5ue se o0one a la causa 5ue lo 0rodujo ?1e2 de 1enz =or ejem0lo/ i el )lujo 5ue atraviesa una bobina de  es0iras aumenta de +* a ++
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Con"(#s!ones

'n conclusi-n 0odemos decir la le2 de 3arada2 consiste en 5ue el voltaje inducido es directamente 0ro0orcional a la velocidad con la 5ue cambia el )lujo magnético 5ue atraviesa una su0er)icie con el circuito como borde6 en otras 0alabras 5ue el voltaje se verá a)ectado de tal )orma 5ue sea igual a la velocidad 5ue genere un cam0o magnético en la su0er)icie de un material4

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