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Inicio/Electricidad y magnetismo/Inducción electromagnética

Inducción electromagnética

Se mueve un imán a través de una bobina: flujo Φ, fem ε = −dΦ/dt y corriente inducida.

Bobina y circuito

120
50 Ω
1
0.12

El flujo Φ se modela con un máximo cuando el imán está al centro de la bobina. Faraday: ε = −dΦ/dt (el flujo concatenado total incluye N).

Atajos de teclado

  • •Arrastre el imán a izquierda y derecha a través de la bobina
  • •Cambie N y R para escalar la corriente

Magnitudes medidas

Φ (flujo concatenado)0.0000
ε (inducida)0.0000(rel.)
I0.00000(rel.)

Gráficas

Sobre el modelo

La inducción electromagnética: el cambio del flujo magnético a través de un circuito induce una fem. Ley de Faraday ε = −dΦ_B/dt; para una espira plana Φ_B = BA cos θ. El signo es la ley de Lenz: la corriente inducida se opone a la causa del cambio de flujo. Se mueve el imán a través de la bobina: se ven el flujo, la fem y la corriente; al detenerse, dΦ/dt = 0 y la corriente desaparece. El modelo no cuenta la autoinducción de la bobina, las R y C parásitas ni la no linealidad del núcleo.

Para quién: Escuela y primer curso: ley de Faraday, ley de Lenz, flujo magnético.

Conceptos clave

  • inducción electromagnética
  • ley de Faraday
  • flujo magnético
  • fem
  • ley de Lenz
  • corriente inducida

Cómo funciona

El movimiento del imán cambia el flujo Φ a través de la bobina. Ley de Faraday: ε = −dΦ/dt (Φ ya incluye N espiras). Corriente I = ε/R. El signo sigue la ley de Lenz: la corriente inducida crea un campo que se opone al cambio de flujo.

Fórmulas principales

ε = − dΦ_total/dt , Φ_total = N Φ_one_turn
I = ε / R

Preguntas frecuentes

¿Por qué cambia el signo de la corriente si el imán se lleva hacia atrás?
Cambia el signo de dΦ_B/dt: al meter el polo norte el flujo crece; al sacarlo, decrece. Por la ley de Lenz la corriente siempre se opone a ese cambio.
¿De dónde salen los picos en la gráfica de la fem?
Un |ε| grande es un cambio rápido de flujo: un movimiento brusco o el paso por una zona de gradiente fuerte. Cuanto más lento el imán, más cerca de cero queda ε.
¿Cómo influye el número de espiras en la fem?
Cada espira da la misma fem; en serie, ε = N ε_espira. Más espiras, más voltaje inducido a la misma velocidad del imán.
¿Por qué desaparece la corriente cuando el imán está quieto?
Un flujo constante da dΦ_B/dt = 0, luego ε = 0. Sin fuente externa, en el modelo ideal la corriente estacionaria es cero.