El científico Michael Faraday fue descubierto y publicó el Electromagnetic inducción en el año 1831. En el año 1832, el científico estadounidense Joseph Henry fue descubierto de forma independiente. El concepto básico de inducción electromagnética se ha tomado de la idea de líneas de fuerza. Aunque a la hora de descubrirlo, los científicos simplemente descartaron sus ideas, porque no fueron creadas matemáticamente. James Clerk Maxwell ha utilizado las ideas de Faraday como base de su teoría electromagnética cuantitativa. En el año 1834, Heinrich Lenz inventó la ley para explicar el flujo a lo largo del circuito. La dirección de la fem inducida puede obtenerse de la ley de Lenz y la corriente resulta de la inducción electromagnética.
¿Qué es la inducción electromagnética?
La definición de inducción electromagnética es la creación de voltaje o una fuerza electromotriz a través de a conductor dentro de un campo magnético variable. Generalmente, Michael Faraday es reconocido con la innovación de la inducción en el año 1831. James Clerk Maxwell la ha descrito científicamente mientras que la ley de inducción de Faraday. La dirección del campo inducido se puede descubrir mediante la ley de Lenz. Posteriormente, la ley de Faraday se generalizó en la ecuación de Maxwell-Faraday. Las aplicaciones de la inducción electromagnética incluyen componentes eléctricos como transformadores, inductores , así como dispositivos como generadores y motores .
Ley de inducción de Faraday y ley de Lenz
La ley de inducción de Faraday utiliza el flujo magnético ΦB en un área del espacio rodeada por un bucle de alambre. Aquí, el flujo se puede describir mediante una integral de superficie.
flujo magnético
Donde 'dA' es un elemento de superficie
'Σ' está encerrado con el lazo de alambre
'B' es el campo magnético.
'B • dA' es un producto escalar que se comunica con la cantidad de flujo magnético.
El flujo magnético a lo largo del bucle de alambre puede ser proporcional al no. de líneas de flujo magnético que exceden a lo largo del bucle.
Siempre que el flujo durante la superficie se altera, la ley de Faraday establece que el bucle del cable obtiene una EMF (fuerza electromotriz). La ley más prevalente establece que el EMF inducido dentro de cualquier circuito cerrado puede ser equivalente a la tasa de cambio del flujo magnético incluido por el circuito.
Donde 'ε' es el EMF y '' B 'es el flujo magnético. La dirección de la fuerza electromotriz puede ser dada por la ley de Lenz, y esta ley establece que una corriente inducida fluirá dentro del camino que resistirá la transformada que la generó. Esto se debe a la señal negativa dentro de la ecuación anterior.
Para aumentar la fuerza electromagnética que se genera, un enfoque ordinario es desarrollar una conexión de flujo haciendo un bucle de alambre enrollado apretadamente recogido con N giros iguales, cada uno con el flujo magnético similar que los atraviesa. Entonces el EMF resultante será N veces mayor que el de un solo cable.
ε = -N δΦB / ∂t
Se puede generar un EMF a través de una desviación del flujo magnético a lo largo de la superficie del bucle de alambre y se puede obtener de numerosas formas.
- El campo magnético (B) cambia
- El bucle de cable se puede distorsionar y la superficie (Σ) cambiará.
- La dirección de la superficie (dA) cambia y cualquier combinación anterior
Inducción electromagnética de la ley de Lenz
La inducción electromagnética de la ley de Lenz establece que siempre que se produce una fuerza electromagnética ajustando el flujo magnético según la ley de Faraday, la polaridad de la fem inducida genera una corriente y el campo magnético resiste el cambio que la genera.
ε = -N δΦB / ∂t
En la ecuación de inducción electromagnética anterior, la señal negativa indica que la fem inducida, así como la modificación dentro del flujo magnético (δΦB), tienen señales inversas.
Dónde,
Ε es una fem inducida
δΦB se modifica en flujo magnético
N es no. de giros dentro de la bobina
Ecuación de Maxwell-Faraday
Generalmente, la relación entre la fuerza electromagnética que se conoce como ε dentro de un bucle de alambre alrededor de una superficie como Σ, así como el campo eléctrico (E) dentro del alambre puede estar dada por
campo eléctrico en el maxwell
En la ecuación anterior, 'dℓ' es un elemento de curva de la superficie que se conoce como 'Σ', uniendo esto con la definición de flujo.
La forma integral de la ecuación de Maxwell-Faraday se puede escribir como
flujo magnético
La ecuación anterior es una de las Ecuaciones de Maxwell de las cuatro ecuaciones y, por lo tanto, juega un papel esencial dentro de la teoría clásica del electromagnetismo.
forma-integral-de-la-ecuación-de-maxwell-faraday
Ley de Faraday y relatividad
La ley de Faraday establece dos hechos diferentes. Una es que la fuerza electromagnética se puede generar a través de una fuerza magnética sobre un cable en movimiento, así como la EMF del transformador EMF se puede generar con una fuerza eléctrica debido a un cambio de campo magnético.
En el año 1861, James Clerk Maxwell llamó la atención por el hecho físico observable separado. Esto puede considerarse un ejemplo exclusivo en conceptos de física dondequiera que se plantee una ley básica para aclarar dos hechos tan diferentes.
Se observó a Albert Einstein que las dos condiciones se comunicaban hacia un movimiento comparativo entre un imán y un conductor, y el resultado no cambiaba según el que viajaba. Este fue uno de los principales caminos que lo llevaron a expandir la relatividad particular.
Experimento de inducción electromagnética
Sabemos que la electricidad puede ser transportada por el flujo de electrones de otra manera corriente. Una de las características principales y muy útiles de la corriente es que genera su propio campo magnético que es aplicable en varios tipos de motores y electrodomésticos. Aquí vamos a dar una idea sobre este concepto explicando el experimento de inducción electromagnética.
experimento de inducción electromagnética
Los materiales requeridos para este experimento incluyen principalmente alambre de cobre delgado, batería de linterna de 12 V, clavo de metal largo, batería de 9 V, interruptor de palanca, cortadores de alambre, cinta aislante y sujetapapeles.
- Conexiones y funciona
- Tome un cable largo y conéctelo a la salida positiva del interruptor de palanca.
- Gire el cable como mínimo 50 veces alrededor del clavo de metal para hacer un solenoide.
- Una vez que haya terminado de retorcer el cable, conecte el cable al terminal negativo de la batería.
- Tome un cable y conéctelo al terminal positivo de la batería y al terminal negativo del interruptor de palanca.
- Active el interruptor.
- Coloque los sujetapapeles cerca del clavo de metal.
El flujo de corriente dentro el circuito hará que la uña de metal sea magnética y también magnetizará clips de papel. Aquí una batería de 12V generará un imán más fuerte en comparación con la batería de 9V.
Aplicaciones
Los principios de inducción electromagnética se pueden aplicar en numerosos dispositivos y sistemas. Algunos de los ejemplos de inducción electromagnética incluyen los siguientes.
- Transformadores
- Motores de inducción
- Generadores electricos
- Formación electromagnética
- Medidores de efecto Hall
- Pinza de corriente
- Cocción por inducción
- Caudalímetros magnéticos
- Tableta gráfica
- Soldadura por inducción
- Carga inductiva
- Inductores
- Una linterna que se alimenta mecánicamente
- Anillo Rowland
- Camionetas
- Estimulación magnética transcraneal
- Transferencia de energía inalámbrica
- Sellado por inducción
Por lo tanto, se trata de Inducción electromagnética . Es un método en el que un conductor se encuentra dentro de un campo magnético variable que provocará la invención de un voltaje a través del conductor. Esto provocará una corriente eléctrica. El principio de inducción electromagnética se puede aplicar en diferentes aplicaciones como transformadores, inductores, etc. Esta es la base de todo tipo de motores y generadores eléctricos que se pueden utilizar para generar electricidad a partir del movimiento eléctrico. Aquí hay una pregunta para ti, ¿quién descubrió la inducción electromagnética?
