Inducciónelectromagnético es el fenómeno responsable de la aparición de Corrientes eléctricas en materiales conductores inmerso en campos magnéticos, cuando esté sujeto a cambios en el flujo de campo magnético que los atraviesa.
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inducción electromagnética
Alrededor de 1820, Hans Christian Oersted encontró que existe una relación entre el fenómenoseléctrico y magnético. Accidentalmente, Oersted notó que el pasaje de corriente eléctrica en un cable conductor podría cambiar la dirección de alineación de algunos brújulas que había quedado en las proximidades del cable.
O experimentarenOersted nos permitió entender que el electricidad y el magnetismo, hasta entonces “independientes” entre sí, son fenómenos de la misma naturaleza, fue a partir de este descubrimiento que los estudios sobre la electromagnetismo.
Según los avances en los estudios seguidos por el descubrimiento de
Oersted, se entendió que las corrientes eléctricas eran capaces de generar campos magnéticos, el recíproco, a su vez, solo se observó en 1831, cuando Michael Faraday descubrió que una corriente eléctrica era capaz de producir un campo magnético. Para tanto, faraday Llevó a cabo varios experimentos, su aparato experimental consistía en un anillo de hierro envuelto en dos devanados (bobinas) de alambres de cobre, conectados a un tambores ya un galvanómetro (dispositivo utilizado para medir la corriente).
Faraday se dio cuenta de que cuando la batería estaba enoapagado, se formó una corriente en el galvanómetrosin embargo, esta corriente cesó y solo reapareció cuando la batería fue conectada o desconectada. Faraday realizó diferentes experimentos, en uno de ellos encontró que cuando un imán hacia una bobina conductora (también conocida como solenoide), una corriente eléctrica fluye a través de ella. Había descubierto el principiodainducciónelectromagnético.
Michael Faraday había descubierto que el movimientorelativo entre un imán y una bobina era capaz de producir una corriente eléctrica, actualmente este fenómeno se utiliza en todo el mundo, para la producción de energia electrica en plantas de energíaplantas hidroeléctricas, termoeléctriconuclear,viento etc.
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Inducción electromagnética y ley de Faraday
De acuerdo con leyenFaraday, cuando hay variaciónenflujoencampomagnético en algún circuito conductor, como en una bobina, un fuerza electromotriz inducida (voltaje eléctrico) surge en este conductor.
Flujomagnético, a su vez, se refiere al número de líneas de campo magnético que cruzan un área. Que cantidad física, medido en Wb (Weber o T / m²), relaciona la intensidad de la campomagnético con el área y el ángulo entre las líneas del campo magnético y la línea normal del área.
Φ - flujo magnético (Wb o T / m²)
B - campo magnético (T - Tesla)
LA - superficie (m²)
θ - ángulo entre B y la normal del área A
Aunque la inducción electromagnética fue un descubrimiento de Faraday, no lo dedujo matemáticamente, ni pudo explicar la forma en que la fuerza electromotriz aparecía en el circuito, estas implementaciones vinieron más tarde, de la mano de HeinrichLenz y FranzErnstNeumann, dando forma a la ley de Faraday como la conocemos hoy.
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La contribución de Neumann se refiere a la ecuación de la ley de Faraday, la describió como una variación temporal del flujo del campo magnético, ver:
ε- fuerza electromotriz inducida (V - Voltios)
ΔΦ - variación de flujo magnético (Wb)
t - intervalo de tiempo
La contribución de Lenz, a su vez, estaba relacionado con el principio de conservación de la energía. Lenz explicó cuál debe ser la dirección de la corriente eléctrica inducida por la variación del flujo magnético. Según él, la corriente eléctrica que se induce siempre surge para oponerse a la variación del flujo magnético externo. El hallazgo de Lenz nos hizo agregar el signo negativo a la ley de Faraday:
La siguiente figura muestra cómo surge la fuerza electromotriz inducida de acuerdo con la ley de Faraday-Lenz, observe que las líneas del campo magnético inducido surgen para compensar la variación del flujo del campo magnético que aumenta hacia el interior de la solenoide:
Fórmulas de inducción electromagnética
Las fórmulas principales para la inducción electromagnética son la fórmula del flujo del campo magnético y la ley de Faraday-Lenz, ver:
Aplicaciones de la inducción electromagnética
Conozcamos algunas aplicaciones directas de la inducción electromagnética, incluidos los generadores de corriente alterna, transformadores y motores eléctricos.
generadores de corriente alterna
Todos los generadores de corriente eléctrica alterna operar de acuerdo con Inducción electromagnética de Faraday. Estos generadores están presentes en varios tipos de centrales eléctricas, y el factor común a todas ellas es que la energía eléctrica se obtiene del conversión da energía mecánica.
En las centrales hidroeléctricas, por ejemplo, la cascada transforma el Energía potencial gravitacional de una gran masa de Agua en energía cinética, esta energía produce el movimiento de rotación de las palas del generador, conectadas a potentes imanes y grandes bobinas conductoras. Si está más interesado en el tema, acceda a nuestro texto: Generadores.
Transformadores
Los transformadores son dispositivos que hacen uso directo del fenómeno de inducción electromagnética. Estos dispositivos solo funcionan con corrientes eléctricas alternas y consisten en una barra de hierro, generalmente en forma de U, envuelta en dos bobinas, con diferente número de vueltas. Cuando la corriente eléctrica pasa a través del primer devanado, la bobina produce un campo magnético, que luego se concentra y transmite a través de la barra de hierro. La segunda bobina, expuesta al campo magnético oscilante, genera un campo magnético inducido, contrario al transmitido por la barra de hierro.
La diferencia entre el númeroenvueltas a cada lado de la barra de hierro hace que la intensidad de la corriente eléctrica inducida sea diferente en las dos bobinas, sin embargo, la Potencia la corriente eléctrica en cada uno de ellos es la misma, por lo que, al aumentar la corriente eléctrica, hay una caída de potencial y viceversa.
Así funcionan los transformadores: pueden bajar o bajar la intensidad de la corriente eléctrica según la relación entre el número de devanados en cada una de sus bobinas. La fórmula utilizada para los transformadores se muestra a continuación, compruébelo:
VPAG y Vs - tensiones primarias y secundarias
nortePAG y nortes - número de bobinados primarios y secundarios
¿Tienes curiosidad sobre este tema? Lea nuestro texto: ¿Qué es un transformador?
Motor electrico
Tú motor electrico operar como generadores eléctricos invertidos, es decir, en lugar de convertir la energía mecánica en electricidad, Produce energíamecánicade la electricidad. En este caso, en lugar de utilizar la rotación de un eje para generar electricidad, hacemos pasar una corriente eléctrica a través de un eje enrollado a través de varias bobinas, haciendo que gire.
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Por mí. Rafael Helerbrock
