campo electrico

TECNOLOGICO DE APIZACO

CAMPO ELECTRICO

MIGUEL VASQUEZ VASQUEZ

ÍNDICE

17

1 Ley de Faraday

2 Ley de Lenz

3 Campo Eléctrico de un disco de carga uniforme

4 Ecuaciones de Maxwell

Fuerza electromotriz inducida

La fuerza electromotriz inducida, abreviada como f.e.m. o fem, es el voltaje que induce un campo magnético a un circuito cerrado. La fuerza electromotriz inducida también se conoce como voltaje inducido o electromotancia. Gracias al fenómeno de la inducción electromagnética, un campo magnético puede inducir electricidad a un circuito cerrado cuando se produce una variación del flujo magnético. Así pues, el potencial que induce el campo magnético y permite generar esta corriente eléctrica inducida se llama fuerza electromotriz inducida. La fuerza electromotriz se expresa en voltios (V), ya que es un potencial eléctrico.

Formula

La fuerza electromotriz inducida se produce cuando ocurre una variación del flujo magnético en el tiempo. Es decir, cuando el flujo de campo magnético que atraviesa una superficie cambia de valor, se induce una fuerza electromotriz en el circuito. En concreto, la fuerza electromotriz inducida es igual a la variación temporal del flujo magnético cambiado de signo. Por lo tanto, la fórmula de la fuerza electromotriz inducida es ε=-dΦ/dt

Ley de Faraday

La Ley de Inducción electromagnética de Faraday, conocida simplemente como Ley de Faraday, fue formulada por el científico británico Michael Faraday en 1831. Esta ley cuantifica la relación entre un campo magnético cambiante en el tiempo y el campo eléctrico creado por estos cambios. El enunciado de dicha ley sostiene: “La tensión inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la razón de cambio en el tiempo del flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito mismo como borde”.

FORMULA

La ley de Faraday usualmente se expresa mediante la siguiente fórmula: FEM (Ɛ) = dϕ/dt En donde FEM o Ɛ representan la Fuerza Electromotriz inducida (la tensión), y dϕ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético ϕ.

Ley de Lenz

La ley de Lenz, también llamada ley de Lenz-Faraday, es utilizada en el ámbito del electromagnetismo y permite determinar el sentido de la corriente inducida. Puede enunciarse como sigue: un cambio de estado de un sistema electromagnético provoca un fenómeno cuyos efectos tienden a oponerse a este cambio. Heinrich Friedrich Lenz, físico de origen alemán, propone en el año 1834, que las tensiones inducidas se opondrán al sentido de la variación generada por el flujo magnético que las produce, con la finalidad de crear una ley por la cual se trate la conservación de la energía eléctrica. La ley de Lenz tiene la finalidad de predecir el sentido de la fuerza electromotriz generada en un circuito eléctrico. Esto tiene lugar a partir de que la fuerza electromotriz (o el sentido de la corriente), generada es tal, que sus consecuencias magnéticas se oponen o repelen a la variación del flujo del campo magnético donde es producida.

FORMULA

La ley de Lenz es expresada matemáticamente de la siguiente manera: E representa la fem (fuerza electromotriz). N representa el número de espiras. ∆ϕ representa está en webers y representa el flujo de inducción magnética. ∆t representa el tiempo expresado en segundos. Cabe señalar que el signo – es para indicar que la polaridad de la tensión es tal que se opone a la causa que la produjo.

Ecuaciones de Maxwell

Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de cuatro ecuaciones fundamentales que describen el comportamiento de los campos eléctricos y magnéticos, así como su interacción con la materia. Estas ecuaciones son la base de la teoría electromagnética y fueron formuladas por James Clerk Maxwell en la segunda mitad del siglo XIX. Las Cuatro Ecuaciones Fundamentales Las ecuaciones de Maxwell se dividen en dos grupos: dos ecuaciones describen cómo los campos varían en el espacio y las otras dos describen cómo varían con el tiempo. Vamos a desglosar cada una de ellas: 1. Ley de Gauss para la Electricidad Esta ley establece que el flujo eléctrico neto a través de una superficie cerrada es proporcional a la carga eléctrica total encerrada dentro de la superficie. Matemáticamente, se expresa como:

2. Ley de Gauss para el MagnetismoEsta ley afirma que el flujo magnético neto a través de una superficie cerrada es siempre cero; o sea, no existen ‘cargas magnéticas’ análogas a las cargas eléctricas. La ley se puede expresar como:

3. Ley de Faraday de la Inducción Electromagnética La ley de Faraday nos dice que un campo magnético variable en el tiempo generará un campo eléctrico. Esa generación de campo eléctrico debido a la variación del campo magnético se conoce como inducción electromagnética. La relación está dada por: