Mapa mental: Ley de Faraday: del flujo al voltaje inducido

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Ley de Faraday: del flujo al voltaje inducido

Contenido del mapa

Ley de Faraday — Solo un flujo magnético que cambia crea voltaje inducido.
- Flujo magnético Φ — Cantidad de magnetismo que atraviesa una espira.
  - Fórmula Φ = B·A·cosθ — Multiplica campo, área e inclinación para obtener el flujo.
  - B: campo magnético — Qué tan fuerte es el imán en esa zona. Se mide en teslas.
  - A y θ: área y ángulo — A es el tamaño del hueco. θ es la inclinación frente al campo.
- Ley de Faraday ε — El voltaje es igual a qué tan rápido cambia el flujo.
  - Fórmula ε = -N ΔΦ/Δt — Voltaje igual a cambio de flujo entre tiempo, por N espiras.
  - N: número de espiras — Más vueltas de cable dan más voltaje con el mismo cambio.
  - Rapidez manda — Cambio grande en poco tiempo da voltaje grande.
- Signo menos: Lenz — La corriente inducida se opone al cambio que la creó.
  - Oposición al cambio — Intenta frenar el aumento o la disminución del flujo.
  - Sentido, no tamaño — El menos indica el sentido de la corriente, no menor valor.
- 3 formas de cambiar Φ — Si B, A y θ están fijos, no hay voltaje.
  - Cambiar B — Acercar o alejar un imán para variar el campo.
  - Cambiar A — Aplastar o estirar una espira flexible.
  - Cambiar θ — Girar la bobina frente al imán para variar el ángulo.
- Dinamo de bicicleta — Movimiento magnético rápido da más luz.
  - Quieta: sin luz — Sin cambio magnético no hay flujo cambiante ni voltaje.
  - Pedaleo rápido — Cambio muy rápido genera luz fuerte.
  - Más espiras, más voltaje — Con el mismo pedaleo, N más grande da más electricidad.

La idea central de la Ley de Faraday es que el magnetismo quieto no crea electricidad. Solo cuando el magnetismo que atraviesa un cable enrollado cambia con el tiempo aparece un voltaje en ese cable, llamado fuerza electromotriz inducida.

Para entenderlo primero hay que entender el flujo magnético (Φ), que es la cantidad de magnetismo que atraviesa una espira. Se calcula con Φ = B A cosθ, donde B es lo fuerte del campo, A es el tamaño del hueco de la espira y θ es su inclinación frente al campo. Se mide en webers (Wb) y es máximo de frente y cero de lado.

La Ley de Faraday dice que el voltaje inducido es igual a qué tan rápido cambia ese flujo: ε = -N ΔΦ / Δt. Aquí ε es el voltaje en voltios, N es el número de espiras, ΔΦ es flujo final menos inicial y Δt es el tiempo del cambio. Cambio grande en poco tiempo y con muchas espiras da voltaje grande. El signo menos es la Ley de Lenz e indica que la corriente inducida se opone al cambio que la creó.

Como Φ = B A cosθ, solo hay tres formas de crear voltaje: cambiar B acercando un imán, cambiar A aplastando la espira o cambiar θ girando la bobina. Si ninguno cambia, ΔΦ = 0 y ε = 0. La dinamo de la bicicleta lo muestra: quieta no da luz, pedaleo lento da luz tenue y pedaleo rápido da luz fuerte.