CAMPO ELÉCTRICOS INDUCIDOS:

       La ley de inducción de Faraday establece que un flujo magnético variable produce una diferencia de  potencial inducida, que puede producir una corriente inducida. ¿Cuáles son las consecuencias de este efecto? Considere una carga positiva q que se mueve en trayectoria circular con radio r en un campo eléctrico, E. El trabajo realizado sobre la carga es igual a la integral del producto escalar de la fuerza y el vector diferencial de desplazamiento. Por el momento, supongamos que el campo eléctrico E es constante, que tiene líneas de campo circulares y que la carga se mueve a lo largo de una de estas líneas.

En una revolución de la carga, el trabajo realizado sobre ésta es:

Puesto que el trabajo realizado por un campo eléctrico es Vind q, obtenemos:

Podemos generalizar este resultado al considerar el trabajo realizado sobre una carga q que se mueve a lo largo de una trayectoria cerrada arbitraria:

                                    

De nuevo, al sustituir Vindq para el trabajo realizado, obtenemos:

Ahora podemos expresar la diferencia de potencial inducida en una forma diferente

ALGUNAS APLICACIONES DE INDUCION ELECTROMAGNETICA SON:

Micrófono

Existen varios tipos de micrófonos, y muchos operan mediante el principio de inducción.

En cierto sentido, un micrófono sólo es el inverso de un altavoz. Una pequeña bobina conectada a una membrana está suspendida cerca de un pequeño imán permanente. La bobina se mueve en el campo magnético cuando las ondas sonoras golpean la membrana, y este movimiento induce una fem. La frecuencia de la fem inducida será justo la de las ondas sonoras incidentes, y esta fem es la “señal” que se puede amplificar y enviar a los altavoces o a una grabadora.

Lector de tarjetas de crédito

Cuando usted paga con su tarjeta de crédito en una tienda o estación de servicio, la banda magnética en la parte trasera de la tarjeta pasa por una cabeza lectora tal como en una grabadora o computadora. La banda magnética contiene información personal acerca de la cuenta y se conecta por línea telefónica para obtener aprobación si la cuenta está en orden.

Sismógrafo

En geofísica, un sismógrafo mide la intensidad de las ondas sísmicas mediante un imán y una bobina de alambre. El imán o la bobina se encuentran en posición fija con respecto a la caja, mientras que el otro elemento es inercial (suspendido mediante resortes; figura 9). El movimiento relativo entre el imán y la bobina cuando la Tierra se sacude induce una fem de salida.

Figura 9

AUTOINDUCTANCIA

El concepto de inductancia se aplica también a una sola bobina aislada de N vueltas. Cuando una corriente variable pasa a través de una bobina (o solenoide), dentro de la bobina se produce un flujo magnético variable, y éste, a la vez, induce una fem en esa misma bobina. Esta fem inducida se opone al cambio en el flujo (ley de Lenz). Por ejemplo, si la corriente a través de la bobina aumenta, el flujo magnético creciente induce una fem que se opone a la corriente original y tiende a retardar su aumento. Si la corriente disminuye en la bobina, el flujo decreciente induce una fem en la misma dirección que la corriente, lo que, de esta forma, tiende a mantener la corriente original.

El flujo magnético FB que pasa a través de N espiras de una bobina es proporcional a la corriente I en la bobina, así que la autoinductancia L se define:

INDUCTANCIA MUTUA

Si dos bobinas de alambre se colocan una cerca de la otra, como en la figura 10, una corriente variable en una de ellas inducirá una fem en la otra. De acuerdo con la ley de

Faraday, la fem e2 inducida en la bobina 2 es proporcional a la razón de cambio del flujo magnético que pasa a través de ella. Este flujo se debe a la corriente I1 en la bobina

1, y con frecuencia es conveniente expresar la fem en la bobina 2 en términos de la corriente en la bobina 1.

Sea F21 el flujo magnético en cada espira de la bobina 2 creado por la corriente en la bobina 1. Si la bobina 2 contiene N2 espiras muy apretadas, entonces N2F21 es el flujo total que pasa a través de la bobina 2. Si las dos bobinas están fijas en el espacio,

N2F21 es proporcional a la corriente I1 en la bobina 1; la constante de proporcionalidad se llama inductancia mutua, M21, que se define como:

La fem inducida 2 en la bobina 2 debida a una corriente variable en la bobina 1 es, por la Ley de Faraday:

ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAMPO MAGNÉTICO

Una batería en un circuito contiene un inductor que proporciona más energía que un circuito sin inductor. Parte de la energía suministrada por la batería aparece como energía interna en la resistencia del circuito en tanto que la energía restante es almacenada en el campo magnético del inductor.