Descripción: TEORIA DE CAMBIO DE ENERGIA POTENCIAL. INFORME 9 FISICA I
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La fuerza electromotriz electromotriz(FEM) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor
cua circulaci!n"
" define la fuerza electromotriz del
generador. #e define como el traba$o %ue el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga carga positi&a positi&a del polo negati&o al positi&o" di&idido por el &alor en Culombios de dic'a carga. Esto se $ustifica en el 'ec'o de %ue cuando circula esta unidad de carga por el circuito exterior al generador" desde el polo positi&o al negati&o" es necesario realizar un traba$o traba$o o o consumo de energía (mecánica" %uímica" etcétera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negati&o al cual llega) a otro de maor potencial (el polo positi&o por el cual sale). La FEM se mide en &oltios &oltios"" al igual %ue el potencial eléctrico. eléctrico. or lo %ue %ueda %ue
#e relaciona con la diferencia de potencial generador mediante la f!rmula
entre los bornes la resistencia interna (el producto
del
es la caída de potencial %ue se
produce en el interior del generador a causa de la resistencia !'mica %ue ofrece al paso de la corriente). La FEM de un generador coincide con la diferencia de potencial en circuito abierto. La fuerza electromotriz de inducci!n (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la &ariaci!n del flu$o de de inducci!n inducci!n
del campo magnético %ue lo atra&iesa en la unidad de tiempo" lo %ue se
expresa por la f!rmula
(Le de Farada). Farada). El signo * (Le ( Le de Lenz) Lenz) indica %ue el
sent entido ido de la FEM ind inducid ucida a es tal %ue %ue se opone pone al desc descrrito por la le de Farad arada a (
).
La ley de inducción electromagnética de Faraday (o Faraday (o simplemente ley de Faraday) Faraday) establece %ue el &olta$e inducido en inducido en un circuito circuitocerrado cerrado es directamente proporcional a la rapidez con %ue cambia en el tiempo tiempo el el flu$o magnético %ue atra&iesa una superficie superficie cual%uiera cual%uiera con el circuito como borde borde+
(,) -onde
es el campo eléctrico"
es el elemento infinitesimal del contorno C "
es la densidad
de campo magnético S es una superficie arbitraria" cuo borde es C . Las direcciones del contorno C de
están dadas por la regla de la mano derec'a.
Esta le fue formulada a partir de los experimentos %ue Mic'ael Farada realiz! en /0. Esta le tiene importantes aplicaciones en lageneraci!n de electricidad. En el caso de un inductor con N &ueltas de alambre" la f!rmula anterior se transforma en
-onde 12 es el &olta$e inducido dΦ/dt es la tasa de &ariaci!n temporal del flu$o magnético Φ. El sentido del &olta$e inducido (el signo negati&o en la f!rmula) se debe a la le de Lenz.
La le de Lenz plantea %ue las tensiones inducidas serán de un sentido tal %ue se opongan a la &ariaci!n del flu$o magnético %ue las produ$o. Esta le es una consecuencia del principio de conser&aci!n de la energía. La polaridad de una tensi!n inducida es tal" %ue tiende a p roducir una corriente" cuo campo magnético se opone siempre a las &ariaciones del campo existente producido por la corriente original. El flu$o de un campo magnético uniforme a tra&és de un circuito plano &iene dado por un campo magnético generado en una tensi!n disponible con una circunstancia totalmente proporcional al ni&el de corriente al ni&el de amperios disponible en el campo eléctrico. Cuando un &olta$e es generado por una batería" o por la fuerza magnética de acuerdo con la le de Farada" este &olta$e generado" se llama tradicionalmente 3fuerza electromotriz4 o fem. La fem representa energía por unidad de carga (&olta$e)" generada por un mecanismo disponible para su uso. Estos &olta$es generados son los cambios de &olta$e %ue ocurren en un circuito" como resultado de una disipaci!n de energía" como por e$emplo en una resistencia.