Michael Faraday va ser un científic que va tenir grans aportacions a el món de la ciència. Gràcies a aquest científic, molts dels elements que utilitzem en el nostre dia a dia es regeixen per la llei de Faraday. La inducció electromagnètica és un procés pel qual es pot induir un corrent elèctric per mitjà d'un canvi en el camp magnètic. Està inducció electromagnètica està relacionat directament amb la llei de Faraday.
En aquest article anem a explicar-te totes les característiques i importància de la llei de Faraday.
característiques principals
Hi ha diferents tipus de forces experimenten les càrregues el moviment dins d'un camp magnètic. La força que experimenta un filferro pel qual passa un corrent és un exemple clàssic de la llei de Faraday. En aquest cas, la força que experimenta el filferro pel qual passa el corrent elèctric és deguda als electrons que estan en moviment o en la presència de el camp magnètic. Aquest procés també succeeix a l'inrevés. Podem moure un filferro a través d'un camp magnètic o canviar la magnitud de el camp magnètic amb el temps i pot causar que flueixi un corrent.
La llei més important per poder descriure la inducció electromagnètica és la llei de Faraday. Va ser descoberta per Michael Faraday i quantifica la relació que hi ha entre un camp magnètic canviant en el temps i el camp elèctric que es crea pels canvis. Si ens anem a la llei de Faraday veiem que té aquest enunciat:
"La tensió induïda en un circuit tancat és directament proporcional a la raó de canvi en el temps de l'flux magnètic que travessa una superfície qualsevol amb el circuit mateix com la vora".
Demostració de la llei de Faraday
Anem a demostrar que és el que diu la llei de Faraday amb un exemple. Anem a revisar l'experiment de Faraday. Aquí tenim una bateria que s'encarrega d'aportar corrent elèctric a una bobina petita. Amb aquest pas del corrent elèctric es crea un camp magnètic a través de les espires que té la bobina. A la bobina es troben cables metàl·lics enrotllat sobre el seu eix. Quan la bobina es mou dins i fora d'una més gran, té un camp magnètic que genera un voltatge dins de la bobina. Aquest voltatge es podia mesurar mitjançant un galvanòmetre.
D'aquest experiment es va poder formular la llei de Faraday i es desprèn nombroses conclusions. Totes les conclusions d'aquest experiment van tenir a veure amb la generació de l'energia elèctrica i van ser claus per a la llei de Lenz que serveix per al maneig més modern de l'electricitat que tenim avui dia.
Anem a veure breument la història de Michael Faraday per la qual va poder establir aquesta llei. Sabem que aquest científic va ser el creador d'idees centrals entorn electricitat i el magnetisme. Va dedicar la seva vida a la investigació en aquest camp científic. Es va entusiasmar en gran part quan un físic danès conegut com Oersted va poder demostrar de manera empírica la relació que existeix entre l'electricitat i el magnetisme. Això va donar lloc a l'any 1820. En aquest experiment va poder constatar que un fil conductor de corrent de podia arribar a moure una agulla que estava completament imantada i que es trobaven a l'interior d'una brúixola.
Faraday va poder dissenyar múltiples experiments. Un d'ells va consistir en enrotllar XNUMX solenoides de filferro al voltant d'un cèrcol de ferro. Per comprovar la relació entre l'electricitat i el magnetisme va fer passar mitjançant un interruptor un corrent elèctric per un dels solenoides. El corrent era induïda en l'altre. Faraday va atribuir l'aparició dels corrents elèctrics als canvis de l'flux magnètic ocorreguts en el temps.
En conseqüència d'això i gràcies a aquest experiment, Michael Faraday va poder demostrar la relació que hi ha entre els camps magnètics i els camps elèctrics. De tot això es desprèn gran quantitat d'informació que es van convertir en part dels enunciats posteriors de les lleis de Maxwell.
Fórmula de la llei de Faraday i exemples
Per establir la relació que hi ha entre els camps magnètics i els camps elèctrics es suggereix la següent fórmula.
FEM (Ɛ) = dφ / dt
On FEM o Ɛ representen la Força electromotriu induïda (la tensió), i dφ / dt és la taxa de variació temporal de l'flux magnètic φ.
Objectes quotidians com els forns elèctrics són possibles gràcies a la llei de Faraday. Anem a veure alguns dels exemples de les aplicacions de la llei de Faraday en la vida quotidiana. sabem que pràcticament tota la tecnologia elèctrica que tenim en l'actualitat és basat en la llei de Faraday. Especialment, és important pel que fa a tots els aparells elèctrics com són generadors, transformadors i motors elèctrics. Anem a posar un exemple: per poder generar un motor de corrent continu el coneixement es va basar principalment en l'aprofitament d'un disc de coure que girava sobre els extrems d'un imant. Gràcies a aquest moviment de rotació es va poder generar un corrent continu.
D'aquest principi es desprèn tota la invenció d'objectes complexos com és un transformador, un generador de corrent altern, un fre magnètic o una cuina elèctrica.
Connexió entre inducció i força magnètica
Sabem que el fonament teòric de la llei de Faraday és força complex. Poder conèixer la comprensió conceptual de la connexió que hi ha amb la força magnètica sobre una partícula carregada és força senzill. Per exemple, la càrrega d'un filferro en moviment. Intentarem explicar la connexió que hi ha entre inducció elèctrica i força magnètica. Considerem un electró que és lliure de moure dins d'un filferro. A continuació, col·loquem el filferro en un camp magnètic vertical i la movem en la direcció perpendicular a camp. És important que el desplaçament d'aquest sigui amb una velocitat constant.
Tots dos extrems de la corda fluixa estaran connectats formant una espiral. Gràcies a l'estar connectats i amb aquesta forma ens garantir que tota la feina feta per generar el corrent elèctric a la corda fluixa es dissiparà en forma de calor a la resistència del mateix. Anem a suposar ara que una persona llença de el l filferro amb una velocitat constant a través de el camp magnètic. D'acord tirem de la corda fluixa hem d'aplicar força de manera que el camp magnètic constant no podrà realitzar treball per si mateix. No obstant això, pot canviar la direcció de la força. Part de la força que apliquem és redirigida arribant a causar una força la electromotriu sobre electró que viatjava a través del filferro. És està desviació el que estableix un corrent elèctric.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre la llei de Faraday i les seves característiques.