Inducción Electromagnética

Para poder comprender a la Inducción Electromagnética es necesario plantearse un escenario basado en lo siguiente, Imaginemos un contorno cerrado, inmerso en un campo magnético, y que este contorno es conductor, como un anillo metálico, por ejemplo.

Siempre que haya una variación en el flujo de inducción a través de este contorno, aparecerá una corriente eléctrica. A este fenómeno lo llamamos inducción electromagnética. Hay que agregar que esta corriente también puede surgir en un conductor que no forma un "camino" cerrado, es decir, en un circuito abierto. La corriente que surge se llama corriente inducida, y el flujo que lo produjo, flujo inductivo. Cabe señalar que la corriente inducida solo existe mientras que el flujo inductivo varía. Veamos algunos experimentos que demuestra a la inducción electromagnética 😀

🧲 Experimento 1: Variación de flujo causada por la variación de B

Vea, en la figura siguiente, un imán y una espira conductora, conectado a un galvanómetro.

El cero de este galvanómetro está en el centro de su escala. Al acercarse o alejar el imán de la espira conductora, el puntero del galvanómetro se desviará para un lado o el otro, dependiendo de la dirección de la corriente que la atraviesa.

Con este ejemplo, se puede ver que:

1️⃣ Cuando el imán está en reposo con respecto a la espira, el galvanómetro no registra corriente en el giro. En este caso, no hay variación de flujo.

2️⃣ Cuando el imán se acerca a la espira, el galvanómetro registra corriente. En este caso, hay variación de flujo.

3️⃣ Cuando el imán se aleja del bucle, aparece de nuevo la corriente. De nuevo se produce una variación de flujo.

4️⃣ Si el imán, después de moverse, vuelve a detenerse, la corriente vuelve a cero. En este caso, ya no hay variación de flujo.

Este experimento muestra que las corrientes inducidas en el acercamiento y alejamiento del imán tienen direcciones opuestas. También se encuentra que los módulos asumidos por la corriente inducida son mayores cuanto mayor es la velocidad de aproximación o lejos del imán. Esto significa que la corriente inducida no depende realmente de B, sino de la rapidez con la que B varía con el tiempo. Es importante señalar que la inducción electromagnética puede ser causada por el alejamiento o el acercamiento tanto del imán como de la espira. Para ello, basta con que haya un movimiento relativo, sin importar cuál de los dos lo provocó.

Nota: la deflexión del puntero del galvanómetro se acentúa más cuando, en lugar de utilizar una sola vuelta, utilizamos un devanado de varias vueltas.

⭕ Experimento 2: Variación de flujo causada por la variación de A

Considere una espira rectangular conductora, perpendicular a un campo magnético uniforme y constante, y conectado a un galvanómetro, como se muestra en la siguiente imagen.

Tenga en cuenta que el área A, a través de la cual ocurre el flujo, varía cuando hacemos que el bucle penetre más o menos en el campo. Cuando A aumenta, la corriente aparece en una determinada dirección. Cuando A disminuye, aparece corriente en la dirección opuesta. Cuando la espira está en reposo o completamente sumergido en el campo, no aparece corriente porque no hay variación de flujo a través de él. Una vez más, la corriente inducida surge debido a la variación de flujo, provocada, en este caso, por la variación de A. Además, se puede ver, también en este caso, que cuanto más rápida es la variación de A, mayor es el módulo de la corriente inducida.

🧭 Experimento 3: Variación de flujo causada por la variación de θ

Veamos la siguiente imagen, una espira que gira en un campo magnético uniforme, completamente inmerso en él. También en este caso, la corriente surge debido a la variación de flujo, ahora causada por la variación del ángulo θ. Se observa, una vez más, que cuanto más rápido varía θ, es decir, cuanto mayor es la velocidad de rotación de la espira, mayor es el módulo de la corriente inducida.

Al hacer que la espira giré, variamos el ángulo θ entre B y la línea recta normal a él. Como resultado, el flujo a través del circuito varía y parece una corriente inducida. Por otro lado, si la espira permanece en reposo, no habrá variación de flujo o corriente inducida.

Cuanto mayor es la velocidad angular ω, más intensa es la luz emitida por la lámpara. Este es el principio de funcionamiento de los generadores mecánicos de energía eléctrica: las dínamos (que generan corriente continua) y alternadores (que generan corriente alterna).