Ley de Faraday

¿Qué es la ley de faraday? La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:

Donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha. Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad

Biografía de Michael Faraday (Newington, Gran Bretaña, 1791-Londres, 1867) Científico británico. Uno de los físicos más destacados del siglo XIX, nació en el seno de una familia humilde y recibió una educación básica. 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.

Tras asistir a algunas conferencias sobre química impartidas por sir Humphry Davy en la Royal Institution, Faraday le pidió que lo aceptara como asistente en su laboratorio. Cuando uno de sus ayudantes dejó el puesto, Davy se lo ofreció a Faraday. Pronto se destacó en el campo de la química, con descubrimientos como el benceno y las primeras reacciones de sustitución orgánica conocidas, en las que obtuvo compuestos clorados de cadena carbonada a partir de etileno. 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.

Realizó además varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma directa materia con electricidad. Tras observar cómo se depositan las sales presentes en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos. Posteriores aportaciones que resultaron definitivas para el desarrollo de la física, como es el caso de la teoría del campo electromagnético introducida por James Clerk Maxwell, se fundamentaron en la labor pionera que había llevado a cabo Michael Faraday.

Química Carrera científica El primer trabajo de Faraday en el área de la química fue como asistente de Humphry Davy. Faraday estaba especialmente interesado en el estudio del cloro, descubriendo dos nuevos compuestos de cloro y carbono. También condujo los primeros rudimentarios experimentos sobre difusión de gases, fenómeno que había sido previamente identificado por John Dalton. La importancia física de este fenómeno fue enteramente revelada por Thomas Graham y Johann Josef Loschmidt. Faraday tuvo éxito al lograr licuar diversos gases, investigó la aleación del acero y produjo varios nuevos tipos de vidrio destinados a fines ópticos.

Carrera científica Faraday inventó una temprana forma del mechero de Bunsen, usado en todos los laboratorios de ciencia del mundo como una buena fuente de calor. Faraday trabajó ampliamente en el campo de la química, descubriendo sustancias químicas tales como el benceno y condensando gases como el cloro. La licuación de gases ayudó a establecer que éstos corresponden a vapores de líquidos con bajo punto de ebullición, otorgando una base más sólida al concepto de agregación molecular. Faraday fue también el primero en descubrir lo que posteriormente sería llamado nano- partículas metálicas.

Electromagnetismo Carrera científica Faraday es mejor conocido por su trabajo relacionado con electricidad y magnetismo. Su primer experimento registrado fue la construcción de una pila voltaica con siete monedas de medio penique, apiladas junto a siete discos chapados en cinc y seis trozos de papel humedecidos con agua salada. Con esta pila pudo descomponer el sulfato de magnesio. Experimento de Faraday que demuestra la inducción (1831). La batería líquida (derecha) envía una corriente eléctrica a través del pequeño solenoide (A). Cuando se mueve dentro o fuera del solenoide grande (B), su campo magnético induce un voltaje temporal en el solenoide, la que es detectada por el galvanómetro (G).

Carrera científica Jaula de Faraday En su trabajo en electricidad estática, el experimento de la cubeta de hielo de Faraday demostró que la carga eléctrica se acumula sólo en el exterior de un conductor cargado, sin importar lo que hubiera en su interior. Esto es debido a que las cargas se distribuyen en la superficie exterior de tal manera que los campos eléctricos internos se cancelan. Este efecto de barrera es conocido como jaula de Faraday.

Los 6 principios de Faraday De una obra de Isaac Watts titulada The Improvement of the Mind -La mejora de la mente-, leída a sus catorce años, Michael Faraday adquirió estos seis constantes principios de su disciplina científica: • Llevar siempre consigo un pequeño bloc con el fin de tomar notas en cualquier momento. • Mantener abundante correspondencia. • Tener colaboradores con el fin de intercambiar ideas. • Evitar las controversias. • Verificar todo lo que se dice. • No generalizar precipitadamente, hablar y escribir de la forma más precisa posible.

Otros descubrimientos de Faraday Michael Faraday es principalmente conocido por su teoría de la inducción electromagnética, pero realizó otros descubrimientos con importantes aplicaciones prácticas en la actualidad, por ejemplo la electrólisis. La electrólisis fue en realidad descubierta por William Nicholson en el año 1800, pero fue Michael Faraday quien perfeccionó sus teorías y las puso en común, elaborando la Ley de la Electrólisis de Faraday.

Otros descubrimientos de Faraday Se podría definir la electrólisis como un proceso que separa los diferentes elementos de un compuesto gracias a la electricidad. Para ello, se sumergen en el compuesto dos electrodos con carga opuesta: a uno se le conoce como ánodo y al otro como cátodo. Cada uno de estos electrodos atrae a los iones de carga opuesta. Para aumentar la concentración y separar los iones de los electrodos se utiliza la energía proporcionada por la corriente eléctrica.

Demostración de la ley de Faraday