Inducción electromagnética – Ley de Faraday

En el año 1819 Hans Christian Oersted, observó que un conductor que transportaba  corriente influía en una brújula, descubrió que la corriente eléctrica produce un campo magnético.

Una corriente eléctrica es formada por muchos electrones libres que se mueven en un conductor en la misma dirección. Cada electrón en movimiento establece su propio campo magnético y, puesto que los electrones se mueven en la misma dirección, sus campos particulares se combinan para producir un campo magnético general.

En un conductor al que no se le aplica tensión, la corriente es cero. Los electrones libres del conductor se desplazan y originan sus campos magnéticos individuales pero su movimiento es al azar. En todo instante, por cada electrón que se mueva en una dirección existe otro que se mueve en dirección opuesta. A esto se debe que los campos magnéticos particulares se opongan o anulen entre sí. Como resultado no hay campo magnético fuera del conductor .

Después del  descubrimiento de Oersted (Producción de campos magnéticos mediante corriente eléctrica), los hombres de ciencia se dedicaron a buscar el fenómeno inverso: producir corriente eléctrica mediante campos magnéticos. Michael Faraday resolvió el problema, hacia 1830, para lo cual realizó entre otras la siguiente experiencia:

Conectó un galvanómetro a los bornes de una bobina y comenzó a hacer pasar un imán permanente por su interior, observando que la aguja detectaba la circulación de una corriente de origen hasta el momento desconocido.

Este fenómeno es muy curioso, si se tiene en cuenta que no se usan pilas, y que ni siquiera existe contacto. El simple movimiento de un imán a distancia, hace aparecer una corriente eléctrica denominada corriente  inducida.

Con el dispositivo mostrado se pueden realizar algunas interesantes observaciones:

1. Si el imán se mantiene inmóvil, no hay corriente.
2. Si el imán se acerca, aparece corriente, la que cesa cuando se detiene el imán.
3. Si el imán se aleja la corriente cambia de sentido (el galvanómetro deflecta al revés).
4. Cuanto más rápidamente se mueve el imán, más intensa es la corriente.
5. Si se emplea una bobina de mayor número de espiras la intensidad de corriente es mayor.
6. Si se utiliza un imán que produzca un campo más intenso también aumenta la corriente inducida.

En términos de flujo magnético se puede decir:

1. Si el flujo magnético que atraviesa una bobina no varía, no hay corriente inducida
2. Si el flujo magnético aumenta el galvanómetro detecta una corriente inducida.
3. Si el flujo magnético disminuye, hay una corriente de signo contrario a la anterior.
4. Cuanto más rápidamente varíe el flujo magnético, más intensa será la corriente.
5. Si la cantidad de espiras “cortadas” por el flujo magnético variable es mayor, aumenta la intensidad de la corriente inducida.
6. La corriente inducida también aumenta si se incrementa el valor del flujo variable.

Al elemento encargado de producir el flujo magnético variable, (imán en este caso), se lo llama inductor y a la bobina sobre la cual se genera la corriente se la llama inducido.

Ley de Faraday:

Luego de varias experiencias Faraday logró formular una Ley que rige el fenómeno de inducción electromagnética. Nótese que en la expresión se indica fuerza electromotriz (e) y no corriente, ya que la misma es dependiente del valor de resistencia que presenta la bobina.

La fuerza electromotriz inducida es directamente proporcional a la variación de flujo que la    origina e inversamente proporcional al tiempo en que se produce. Lo que equivale a decir que depende de la velocidad de variación del flujo.

En la  actualidad  se  explica  el  fenómeno descubierto   por   Faraday,   sabiendo  que como   cada   electrón    de     un    material conductor  tiene  un  campo   magnético, el movimiento de un imán cerca del mismo, o del   conductor   en  las  inmediaciones  del imán genera  movimiento  de electrones. Y cómo   justamente   se   ha   definido   a   la corriente  eléctrica  como   el   movimiento ordenado  de  electrones,  se  tendrá  que al mover  el   imán   cerca   del  conductor  se genera corriente eléctrica.