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En esta ilustración consideraremos la Ley de Faraday, que nos dice que un campo magnético variable crea un campo eléctrico. En concreto, si una espira enlaza un flujo magnético,Φ, variable con el tiempo, en ella se induce una fuerza electromotriz (fem) que coincide con el ritmo con que cambia el flujo, cambiado de signo: fem = -dΦ/dt. El flujo magnético nos mide la cantidad de líneas de campo que atraviesan una superficie dada. El flujo que atraviesa un elemento de área viene dado por el producto escalar del campo sobre dicho elemento multiplicado escalarmente por el vector elemento de área (posición en metros, intensidad de campo magnético en militeslas, fem en milivoltios y tiempo en segundos). Reinicio.
Considere la animación Campo Magnético Variable. Se muestra una espira metálica situada en una región donde el campo magnético, uniforme, varía senoidalmente con el tiempo; después es constante y comienza a variar de nuevo senoidalmente. El gráfico de la derecha muestra la fem inducida y el flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo. Se indica mediante una flecha el sentido de la corriente por el lado superior de la espira. Se indica, también, en azul cuando el campo magnético penetra en la pantalla; en rojo cuando sale de la pantalla. La intensidad del color es proporcional al valor del módulo del campo magnético actuante.
Observe que, para los primeros 1.5 s de la animación, hay un flujo magnético creciente que atraviesa la espira debido a que el campo magnético, saliente de la pantalla, está creciendo. Observe también que, durante el intervalo de tiempo citado, hay una fem inducida en la espira y una corriente inducida en sentido horario. ¿Es el sentido de la corriente el esperado? Podría también estar en sentido contrario al que usted espera. Debido al signo menos en la Ley de Faraday (parte que se conoce como Ley de Lenz), la fem es igual a menos la variación del flujo magnético, es decir, a la pendiente, cambiada de signo, de la curva que da el flujo en función del tiempo. De t = 0 s a t = 1.5 s el flujo magnético está aumentando y, por ello, la fem es negativa. Observe ahora la animación durante el tiempo restante y fíjese en cómo varía la fem con el tiempo.
Considere la animación Área
Variable.
Se muestra una espira cuya área varía con el tiempo sometida a un campo magnético, perpendicular a la pantalla y saliendo de ella, constante en el tiempo (a diferencia de lo que ocurría en la animación anterior en que el área era fija y el campo magnético variaba con el tiempo). Los gráficos de la derecha muestran de nuevo la
fem inducida en la espira y el flujo magnético que la atraviesa, en función del tiempo. Se indica el sentido de la corriente mediante la flecha colocada en la parte superior de la espira. En rojo se indica campo magnético saliente de la pantalla.
De nuevo el flujo magnético aumenta durante los primeros 1.5 s de la animación. De nuevo observe que la
fem es negativa durante este intervalo de tiempo. Compare los dos gráficos de la primera animación con los de la segunda. ¿Qué observa? Como la
fem está relacionada con la variación del flujo magnético, no importa si lo que cambia es
el campo magnético o el área. Un flujo magnético variable puede deberse bien a que el campo magnético varíe o a que varíe el área o a que varíen ambos. También, como el flujo está dado por el producto escalar de campo por área,
dicho flujo puede variar por cambio en la orientación relativa de ambos.
Ilustración creada por Melissa Dancy y Mario Belloni.
© 2004 Pearson Educación S. A.