Joseph Henry (1797-1878)

En 1826 comenzó a ejercer como profesor de matemáticas y física y profesor de filosofía natural en la Universidad de Princeton en 1832. 

Es el descubridor del principio de la inducción electromagnética, pero se le anticipó el físico británico Michael Faraday. Sin embargo, sí se le reconoció el descubrimiento del fenómeno de la autoinductancia, que anunció en 1832. 

A la unidad de inductancia se la denomina henrio en su honor. Henry experimentó y perfeccionó el electroimán, inventado en 1823 por el británico William Sturgeon. Hacia 1829 había desarrollado electroimanes con gran fuerza de sustentación y eficacia y esencialmente iguales que los utilizados más tarde en dinamos y motores. En 1831 construyó el primer telégrafo electromagnético, además de idear y construir uno de los primeros motores eléctricos. En 1842 reconoció la naturaleza oscilante de una descarga eléctrica. 

Michael Faraday (1791-1867)

 Uno de los físicos más destacados del siglo XIX,. A temprana edad tuvo que empezar a trabajar, primero como repartidor de periódicos, y a los catorce años en una librería, donde tuvo la oportunidad de leer algunos artículos científicos que lo impulsaron a realizar sus primeros experimentos.

En esa época, el científico danés Hans Christian Oersted descubrió los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Basándose en estos experimentos, Faraday logró desarrollar el primer motor eléctrico conocido. En 1831 colaboró con Charles Wheatstone e investigó sobre fenómenos de inducción electromagnética. Observó que un imán en movimiento a través de una bobina induce en ella una corriente eléctrica, lo cual le permitió describir matemáticamente la ley que rige la producción de electricidad por un imán.

El transformador.

Es un dispositivo que tiene como función variar el voltaje y la intensidad de las corrientes alternas, teniendo como base la inducción electromagnética. Consta de un núcleo de hierro el cual sostiene a dos bobinados, uno llamado primario y otro llamado secundario. Todo el flujo que pase a través  del primario o hará también a través del secundario.

La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.

Coeficiente de autoinducción en una bobina

El coeficiente de autoinducción de una bobina depende del numero de espiras, del flujo magnético que produce y de la intensidad de corriente que la atraviesa.

Puede decirse que la autoinducción de una bobina depende de los siguientes factores: su tamaño, forma, número de espiras y además de la permeabilidad del núcleo. 

Autoinducción.

Se llama autoinducción a la producción de una fuerza electromotriz  en un circuito por una variación, con respecto al tiempo, de la corriente en el mismo circuito.

La fuerza electromotriz autoinducida es directamente proporcional a la variación de la intensidad de la corriente.

Un Henry es el valor del coeficiente de autoinducción o inductancia de un circuito, en el que se origina la fuerza electromotriz de un voltio, cuando la intensidad de corriente en el mismo varía un amperio cada segundo.  Esta unidad expresa valores muy grandes y por eso a veces se expresa en submúltiplos:

Inducción mutua.

La inducción mutua es el fenómeno que consiste en la aparición de una fuerza electromotriz inducida en un circuito cuando se produce una variación de corriente en otro circuito próximo.

Al producirse una corriente en un circuito primario esté origina un campo magnético cuyo flujo penetra a través del otro circuito, llamado secundario, produciéndose una fuerza electromotriz en cada una por efecto de la otra. Se llama inducción mutua, precisamente, porque depende de la interacción de dos circuitos.

Regla de Fleming de la mano derecha

Para determinar el sentido de la corriente inducida en un conductor que se desplaza dentro de un campo magnético, resulta a veces compleja la aplicación de la ley de lenz. Un procedimiento más sencillo es la regla de Fleming o regla de los tres dedos de la mano derecha.

Para aplicar esta regla se utilizan los tres dedos de la mano derecha de la siguiente manera:

Cantidad de carga inducida.

Esta expresión nos permite concluir que: la cantidad de electricidad en un circuito que posee una resistencia R es proporcional a la variación de flujo magnético.

Sentido de la corriente inducida Ley de Lenz

Cuando se genera una fem por cambio en el flujo magnético, de acuerdo con la ley de Faraday, la polaridad de la fem inducida es tal que produce una corriente cuyo campo magnético, se opone al cambio que lo produjo.  Es decir quelLa corriente inducida tiende a oponerse a la causa que la produce.

Es de hacer notar, que el signo menos en la expresión de Faraday expresa esta oposición.

En un circuito de resistencia R, la intensidad de la corriente inducida se deduce de la f.e.m inducida a través de:

Ley de Faraday

Cualquier cambio del entorno magnético en que se encuentra una bobina de cable, originará un "voltaje" (una fem inducida en la bobina). No importa como se produzca el cambio, el voltaje será generado en la bobina. El cambio se puede producir por un cambio en la intensidad del campo magnético, el movimiento de un imán entrando y saliendo del interior de la bobina, moviendo la bobina hacia dentro o hacia fuera de un campo magnético, girando la bobina dentro de un campo magnético, etc.

La ley de Faraday es una relación fundamental basada en las ecuaciones de Maxwell. Sirve como un sumario abreviado de las formas en que se puede generar un voltaje (o fem), por medio del cambio del entorno magnético.

Fuerza Electromotriz inducida en un conductor móvil. Movimiento de rotación.

Consideremos una bobina plana, constituida por N espiras, de área S, la cual esta sometida a una rotación de velocidad angular w y dentro de un campo B

El flujo a tráves de la bobina de N espiras, en un instante dado t, viene dado por:

Fuerza Electromotriz inducida en un conductor móvil. Movimiento de traslación.

Cuando un alambre se mueve a través de un campo magnético, los electrones fluyen en el alambre debido a la diferencia de potencial que aparece en él. Esta es originada por las corrientes inducidas y reciben el nombre de fuerza electromotriz  inducida.

E: se expresa en unidades voltios

B: inducción magnética en Teslas

L: longitud del conductor en metros

v: la velocidad perpendicular en m/s

Corrientes Inducidas

Las corriente inducidas son aquellas corrientes producidas cuando se mueve un conductor en el interior de un campo magnético dando origen a una fuerza electromotriz inducida.

La inducción electromagnética es el fenómeno que provoca una corriente inducida, como consecuencia de la variación del flujo magnético debido al movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético.

Una corriente eléctrica solo puede ser producida por cambios o variaciones  en el campo magnético.

Unidades de Flujo de Campo Magnético

En  el sistema M.K.S

Esto indica que un Weber es el flujo producido por una inducción magnética de un Tesla cuando atraviesa una superficie de un m2, normal al campo.

En el sistema c.g.s

Esto indica que un Maxwell es el flujo producido por la intensidad magnética de un gauss, cuando atraviesa una superficie de un cm2 normal al campo.

Flujo de Campo Magnético

Consideremos una superficie plana S, la cual esta colocada perpendicularmente a la dirección de las lineas de inducción de un campo magnético uniforme. El número de líneas que lo atraviesan va a depender de la magnitud del campo magnético y de lo grande que se la superficie S. Imaginémonos una hoja de papel colocada, perpendicularmente a la hoja del libro, en el interior de un magnético.

El  producto de B.S recibe el nombre de flujo de campo magnético, el cual representa el número de líneas de inducción que atraviesa la superficie perpendicularmente. De acuerdo con la definición  de flujo de campo magnético su expresión viene dada por: 

El flujo de campo magnético es el número de líneas de inducción magnética que atraviesan una superficie.

Inducción Electromagnética

La inducción electromagnética consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito cuando ocurre una variación en el numero de lineas de inducción magnética  que lo atraviesan.