Leis de Faraday da Indución Electromagnética: Primeira e Segunda Lei

Que é a Lei de Faraday

A lei de Faraday da inducção electromagnética (referida como Lei de Faraday) é unha lei básica de electromagnetismo que prediz como un campo magnético interactuará cun circuíto eléctrico para producir unha forza electromotriz (FEM). Este fenómeno coñécese como indución electromagnética.

A lei de Faraday afirma que se indurirá unha corrente nun condutor exposto a un campo magnético cambiante. A lei de Lenz da indución electromagnética establece que a dirección desta corrente inducida será tal que o campo magnético creado pola corrente inducida oponese ao campo magnético inicial cambiante que a produciu. A dirección do fluxo desta corrente pode determinarse usando a regra da man dereita de Fleming.

A lei de Faraday de indución explica o principio de funcionamento dos transformadores, motores, xeneradores e indutores. A lei leva o nome de Michael Faraday, que realizou un experimento cun imán e unha bobina. Durante o experimento de Faraday, descubriu como a FEM se inducía nunha bobina cando o fluxo que pasa a través da bobina cambia.

Experimento de Faraday

Neste experimento, Faraday toma un imán e unha bobina e conecta un galvanómetro a través da bobina. Ao comezar, o imán está en repouso, polo que non hai desviación no galvanómetro, é dicir, a agulla do galvanómetro está no centro ou na posición cero. Cando o imán se move cara á bobina, a agulla do galvanómetro desvíase nunha dirección.

Cando o imán se mante en repouso nesa posición, a agulla do galvanómetro volve á posición cero. Agora, cando o imán se move fora da bobina, hai algunha desviación na agulla, pero en dirección oposta, e de novo, cando o imán torna a estar en repouso, respecto á bobina, a agulla do galvanómetro volve á posición cero. De xeito semellante, se o imán se mantén en repouso e a bobina se move cara e lonxe do imán, o galvanómetro mostra desviación de maneira semellante. Tamén se observa que cuánto máis rápido sexa o cambio no campo magnético, maior será a FEM inducida ou voltaxe na bobina.

Conclusión: A partir deste experimento, Faraday concluíu que sempre que haxa movemento relativo entre un condutor e un campo magnético, o enlace de fluxo cunha bobina cambia e este cambio de fluxo induce unha voltaxe a través dunha bobina.

Michael Faraday formulou dúas leis sobre a base destes experimentos. Estas leis chámanse leis de Faraday da indución electromagnética.

Primeira Lei de Faraday

Calquera cambio no campo magnético dunha bobina de fío causará unha FEM inducida na bobina. Esta FEM inducida chámase FEM inducida e se o condutor está pechado, a corrente tamén circulará a través do circuito e esta corrente chámase corrente inducida.
Método para cambiar o campo magnético:

1. Movendo un imán cara ou fóra da bobina

2. Movendo a bobina cara ou fóra do campo magnético

3. Cambiando a área dunha bobina colocada no campo magnético

4. Rotando a bobina en relación co imán

Segunda Lei de Faraday

Esta lei establece que a magnitude da FEM inducida na bobina é igual á taxa de cambio de fluxo que se liga coa bobina. O enlace de fluxo da bobina é o produto do número de espiras na bobina e o fluxo asociado coa bobina.

Fórmula da Lei de Faraday

Propina