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LEY DE FARADAY-HENRY A principios de la década de 1830, Faraday en Inglaterra y J. Henry en U.S.A., descubrieron de forma independiente, que un campo magnético induce una corriente en un conductor, siempre que el campo magnético sea variable. Las fuerzas electromotrices y las corrientes causadas por los campos magnéticos, se llaman fem inducidas y corrientes inducidas. Al proceso se le denomina inducción magnética.
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Experimento 1 Variación de flujo magnético inducción Experimento 2 Variación de corriente inducción
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Un flujo variable produce una fem inducida en una espira. Como esta fem es el trabajo realizado por unidad de carga, esta fuerza por unidad de carga es el campo eléctrico inducido por el flujo variable. La integral de línea de este campo eléctrico alrededor de un circuito completo será el trabajo realizado por unidad de carga, que coincide con la fem del circuito. La fem inducida en un circuito es proporcional a la variación temporal del flujo magnético que lo atraviesa.
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Campo eléctrico Campo magnético (variables) Unidades
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La variación del flujo a través de una superficie limitada por conductores genera una circulación de campo eléctrico este conductor. Se crea una fuerza electromotriz inducida.
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Fem inducidas por movimiento del conductor Cambios del flujo del campo magnético Corrientes inducidas
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LEY DE LENZ El físico ruso Heinrich Lenz (1804-1865) enunció una Ley sobre inducción magnética que lleva su nombre: Siempre que se induce una fem, la corriente inducida tiene un sentido tal que tiende a oponerse a la cusa que lo produce.
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El sentido de la corriente inducida es contrario al de la corriente requerida para provocar el movimiento del campo magnético que la ha engendrado. La corriente inducida en una bobina, es tal que el campo magnético producido por ella se opone al campo magnético del imán que la genera. Es evidente que el sentido de la fem y el de la corriente inducida es el mismo, pues apoya el principio de la conservación de la energía.
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La fem y la corrientes inducidas tienen la dirección y sentido tal que se oponen a la variación que las produce.
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Dirección de la fem inducida La intensidad inducida se opone a la variación del flujo de B
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La corriente inducida se debe al movimiento relativo entre el imán y la espira.
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RELACIÓN ENTRE LA PROPAGACIÓN DE LOS CAMPOS ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO Vamos a introducir la expresión de los campos en forma de ondas armónicas planas Donde es el número de ondas, que es un vector que apunta en la dirección de la onda. Así, podemos reescribir las ecuaciones de Maxwell, en forma de ecuaciones vectoriales
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Las primeras dos ecuaciones demuestran que los dos campos y son perpendiculares al vector de onda, puesto que apunta en la dirección de la onda, esto significa que las ondas electromagnéticas son ondas transversales. Como, en general un vector en 3D tiene tres grados de libertad, la condición de que el campo eléctrico debe ser perpendicular a reduce entonces los grados de libertad a dos. Físicamente esto corresponde a los dos estados de polarización en los que la luz puede dividirse. Puesto que y son perpendiculares, en términos de sus módulos, tenemos. Para ondas en vacío, la velocidad de fase es c y por lo tanto. La última ecuación no nos da información nueva puesto que con se reduce a la expresión anterior. Las otras dos ecuaciones relacionan los campos eléctrico y magnético. Es normal visualizar el campo eléctrico como el que define la onda, y por ejemplo, la dirección en la que apunta define la polarización de la onda. Es conveniente usar para obtener la intensidad de campo magnético. Esta ecuación demuestra que es perpendicular a, y por lo tanto hemos encontrado la propiedad fundamental de las ondas electromagnéticas, esto es que, y son mutuamente perpendiculares.
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CARLOS CESPEDES ZAMBRANO G 12 NL 5 ANGELA ESLAVA URSUGA G 12 NL 9 LAURA TRIANA GONZALEZ G 12 NL 29
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