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Ley de Faraday sobre inducción electromagnética

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Docente: Antonio

Resumen

Ley de Faraday sobre inducción electromagnética

Ley de Faraday

"La fuera electromotriz inducida en un circuito es igual al opuesto de la tasa de cambio de flujo magnético Φ\Phi​ a través de la superficie encerrada por el circuito"


ε=dΦd t\varepsilon=-\cfrac{d\Phi}{d\ t}


La ley de Faraday se puede expresar en función del campo eléctrico inducido,E\overrightarrow E, y del campo magnético B\overrightarrow B.

  • La fuerza electromagnética inducida ε\varepsilon:

ε=CircuitoEdl\varepsilon=\displaystyle\oint_{\rm Circuito}\overrightarrow E\cdot d\overrightarrow l​​


  • El flujo magnético Φ\Phi a través de la superficie:

Φ=SuperficieBdS\Phi=\displaystyle\iint_{\rm Superficie}\overrightarrow B\cdot d\overrightarrow S


  • Entonces, la ley de Faraday general:

ε=dϕdt  Edl=ddt(BdS)\varepsilon=-\cfrac{d\phi}{dt} \ \implies \displaystyle\oint\overrightarrow E\cdot d\overrightarrow l=-\cfrac{d}{dt}\left (\displaystyle\iint \overrightarrow B\cdot d\overrightarrow S\right)​​

​​

Recuerda que: Debido a la expresiones de flujo y fuerza electromotriz inducida, esta última sólo se generará en caso de que varíe el campo magnético o varíe la superficie que atraviesa.


Ejemplo

Una espira rectangular encierra una superficie de 50 cm2\it 50\ cm^2 y está inmersa en un campo magnético con dirección perpendicular a su superficie. El campo magnético es variable en el tiempo, y se tiene que en t=0, B=0,38 T\it t=0, \ B=0,38\ T y en t=0,5 ms, B=0,50 T\it t=0,5\ ms,\ B=0,50\ T. Calcula la fuerza electromotriz inducida.


Datos
Planteamiento
S=5103 m2ti=0 sBi=0,38 Ttf=0,5 msBf=0,5 TS=5\cdot 10^{-3}\ \text{m}^2\\t_i=0\text{ s}\\B_i=0,38\ \text{T}\\t_f=0,5\ \text{ms}\\B_f=0,5\ \rm T
​​
Primero, debemos calcular el flujo cada instante:
Φi=BiScos(0)=1,9103 WbΦi=BfScos(0)=2,5103 Wb\Phi_i=B_i\cdot S\cos(0)= 1,9\cdot 10^{-3}\ \text{Wb}\\\Phi_i=B_f\cdot S\cos(0)= 2,5\cdot 10^{-3}\ \rm Wb\\

Una vez obtenido, sustituimos en la fórmula y obtenemos
ε=dΦdt=ΔΦΔt=ΦiΦftfti=0,61030,5103=1,2 V\varepsilon=-\cfrac{d\Phi}{dt}=-\cfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}=\cfrac{\Phi_i-\Phi_f}{t_f-t_i}=\cfrac{-0,6\cdot 10^{-3}}{0,5\cdot 10^{-3}}=1,2 \ \rm V​​


Solución:

La fuerza electromotriz inducida es de 1,2 V\underline{\text{La fuerza electromotriz inducida es de }1,2\ \rm V}​​

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Preguntas frecuentes

¿Cómo es el campo eléctrico inducido por un flujo magnético variable en un circuito?

¿Cómo se puede generar una fuerza electromotriz inducida en un circuito?

¿Qué afirma la ley de Faraday?

Beta

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