Ley de Faraday

1. Idea central

• El magnetismo quieto NO crea electricidad.
• Solo si el magnetismo que atraviesa un enrollado cambia con el tiempo, aparece voltaje.
• Ese voltaje se llama fuerza electromotriz inducida.

2. Flujo magnético (Φ)

• Es la cantidad de magnetismo que atraviesa una superficie.
• Fórmula: Φ = B · A · cosθ
• Conceptos clave:
  • Espira: cada vuelta de alambre
  • B: campo magnético, lo fuerte que es el imán
  • A: área del hueco de la espira
  • θ: inclinación de la espira frente al campo
• Casos clave:
  • Si llega de frente, cosθ = 1 y el flujo es máximo
  • Si llega de lado, cosθ = 0 y el flujo es cero
• Unidad: weber (Wb)

3. La Ley de Faraday: lo que importa es el cambio

• Fórmula: ε = - N · (ΔΦ / Δt)
• Conceptos clave:
  • ε: fuerza electromotriz inducida, el voltaje que aparece, en voltios (V)
  • N: número de espiras del enrollado
  • ΔΦ: cambio de flujo, Φ final menos Φ inicial, en Wb
  • Δt: tiempo en que ocurre el cambio, en segundos (s)
  • Signo menos: indica oposición o Ley de Lenz, la corriente inducida intenta frenar el cambio que la creó
• Regla práctica:
  • Cambio grande en poco tiempo = voltaje grande
  • Cambio lento o pequeño = voltaje pequeño

4. Analogía: la dinamo de la bicicleta

• Sin pedalear: imán quieto, sin cambio, sin luz
• Pedaleo despacio: cambio despacio, luz tenue
• Pedaleo rápido: cambio muy rápido, luz fuerte
• Más vueltas de cable o N más grande = más voltaje con el mismo pedaleo

5. Las 3 formas de crear voltaje

• Como Φ = B · A · cosθ, solo hay 3 maneras:
  • Cambiar B: acercar o alejar un imán
  • Cambiar A: aplastar o estirar una espira flexible
  • Cambiar θ: girar una bobina frente a un imán
• Si ninguno cambia: ΔΦ = 0 y ε = 0, no hay voltaje

6. Claves para el examen

• Mientras más rápido sea el cambio y más espiras N haya, mayor será ε
• Calcula siempre Φ inicial y Φ final antes de aplicar Faraday
• Multiplica por N solo al final
• No olvides el signo menos: indica oposición al cambio
• Recuerda: T por m² = Wb, y Wb entre s = V