FLUJO MAGNÉTICO, LEY DE FARADAY Y APLICACIONES DE LA LEY DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

 FLUJO MAGNÉTICO

Es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie, representado por la letra griega fi Φ, es una herramienta útil para describir los efectos de la fuerza magnética en algún objeto que ocupa un área determinada, esta medición se sujeta al espacio particular de elección, se puede escoger el tamaño del área y su orientación relativa al campo magnético.

La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros o magnetómetros, los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =108 maxwells). 

Si usamos la representación de líneas de campo del campo magnético, entonces cada línea de campo que atraviesa un área dada contribuye con algo de flujo magnético. El ángulo al cual la línea de campo se interseca con el área también es importante. Una línea de campo que penetra de forma rasante contribuye con una pequeña componente de campo al flujo magnético. Cuando calculamos el flujo magnético, solamente incluimos la componente del vector de campo magnético que es normal a nuestra área de prueba.

Si la superficie es perpendicular al campo, entonces el ángulo es cero y el flujo magnético simplemente es B, A. 

La densidad de flujo magnético se mide en W, b, slash, m, squared. Puesto que estamos dividiendo el flujo entre el área, también se puede expresar las unidades de la densidad de flujo en teslas. De hecho, a menudo se usa el término "densidad de flujo magnético" como sinónimo de "magnitud del campo magnético".

LEY DE FARADAY

La inducción electromagnética es el proceso por el cual se puede inducir una corriente por medio de un cambio en el campo magnético, y existen dos leyes fundamentales para describir este fenómeno, la ley de Faraday y la ley de Lenz.


La ley de Faraday, relaciona la razón de cambio de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) con la magnitud de la fuerza electromotriz E inducida en la espira: E, equals, start fraction, d, \Phi, divided by, d, t, end fraction es decir, la ley de Faraday establece que la tensión eléctrica inducida en un circuito eléctrico es proporcional a la variación del flujo magnético que lo atraviesa. 

La fuerza electromotriz, o FEM, se refiere a la diferencia de potencial a través de la espira descargada (es decir, cuando la resistencia en el circuito es alta). En la práctica es a menudo suficiente pensar la FEM como un voltaje, pues tanto el voltaje y como la FEM se miden con la misma unidad, el volt.

APLICACIONES DE LA LEY DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

La ley de Lenz es una consecuencia del principio de conservación de la energía aplicado a la inducción electromagnética.

Mientras que la ley de Faraday nos dice la magnitud de la FEM producida, la ley de Lenz nos dice en qué dirección fluye la corriente, y establece que la dirección siempre es tal que se opone al cambio de flujo que la produce. Esto significa que cada campo magnético generado por una corriente inducida va en la dirección opuesta al cambio en el campo original.

Generalmente se incorpora la ley de Lenz a la ley de Faraday con un signo menos, permitiendo así utilizar el mismo sistema de coordenadas para el flujo y la FEM. Normalmente se refiere al resultado como la ley de Faraday-Lenz: E, equals, minus, start fraction, d, \Phi, divided by, d, t, end fraction

En la práctica, comúnmente se batalla con la inducción magnética en espiras múltiples de alambre, donde cada una contribuye con la misma FEM. Por esta razón, se incluye un término adicional N para representar el número de vueltas, es decir: E, equals, minus, N, start fraction, d, \Phi, divided by, d, t, end fraction 

El descubrimiento de Faraday fue esencial para el comienzo de la producción de corriente eléctrica alterna y el transporte de electricidad hacia finales del siglo XIX, y por tanto para la electrificación de la economía y de la sociedad.

El fenómeno de la inducción electromagnética continúa aplicándose a nuevas y prácticas soluciones tecnológicas, como la cocina de inducción, las lámparas de inducción, los hornos de inducción o la recarga de baterías eléctricas por inducción.

COCINA DE INDUCCIÓN:

Las cocinas de inducción en bares y restaurantes permiten el calentamiento de los alimentos en el interior de un recipiente metálico gracias al principio de la inducción electromagnética: se hace circular corriente eléctrica de alta frecuencia por unas bobinas eléctricas colocadas debajo de la placa de la cocina, lo que produce un campo magnético que induce a su vez una corriente eléctrica en el recipiente metálico que contiene la comida. La base de las cazuelas, sartenes y ollas para este tipo de cocinas debe ser de material ferromagnético, para que la corriente eléctrica se transforme en calor en el metal de los recipientes.

HORNO DE INDUCCIÓN:

Un horno de inducción es un aparato eléctrico que se utiliza para fundir metales y cuyo calor se produce por inducción. Por las paredes exteriores del horno se hace circular una corriente eléctrica en unas bobinas que producen un campo magnético en el interior del horno. La corriente eléctrica inducida en el material metálico introducido en el interior del horno se transforma en calor que calienta o funde el metal. Es una tecnología más limpia que la empleada en hornos de arco o en otros procesos de fundición, pero exige un buen control del proceso y la vigilancia del estado de los materiales refractarios de las paredes interiores del horno.

LÁMPARAS DE INDUCCIÓN:

Las lámparas de inducción magnética constan únicamente de un circuito eléctrico ubicado en el centro de la ampolla de vidrio de la lámpara. La corriente eléctrica crea un campo magnético que a su vez ioniza el gas en el interior de la lámpara, transformando la energía en luz. Su principal ventaja es que ofrecen una vida útil mucho más larga que otros tipos de lámparas, una buena eficacia energética y buenas características cromáticas de la luz. 

RECARGA DE TELÉFONOS MÓVILES POR INDUCCIÓN:

La recarga de los teléfonos móviles sin necesidad de enchufarlos a la red eléctrica ya es posible en los últimos años. La circulación de una corriente eléctrica en una bobina produce un campo magnético que alcanza al teléfono móvil. En el interior del teléfono, otra bobina ve atravesar el campo magnético procedente de la fuente y se induce en ella una corriente eléctrica que permite la carga de la batería. Este fenómeno también se pretende aplicar a la carga de baterías de vehículos eléctricos, y ya existen numerosos prototipos.

⁓Anthony Josué Benavides Arpi