Inducción electromagnética es el fenómeno relacionado con la aparición de una corriente eléctrica en un conductor sumergido en un campo magnético, cuando existe una variación en el flujo que lo atraviesa.
En 1820, Hans Christian Oersted descubrió que el paso de una corriente eléctrica en un conductor cambiaba la dirección de la aguja de una brújula. Es decir, descubrió el electromagnetismo.
A partir de ahí, muchos científicos comenzaron a investigar más a fondo la conexión entre los fenómenos eléctricos y magnéticos.
Buscaron, principalmente, averiguar si era posible el efecto contrario, es decir, si los efectos magnéticos podían generar una corriente eléctrica.
Así, en 1831, Michael Faraday, basándose en resultados experimentales, descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética.
La ley de Faraday y la ley de Lenz son dos leyes fundamentales del electromagnetismo y determinan la inducción electromagnética.
Actividad de faraday
Faraday llevó a cabo numerosos experimentos para comprender mejor los fenómenos electromagnéticos.
En uno de ellos, usó un anillo de hierro y envolvió un alambre de cobre en una mitad del anillo y otro alambre de cobre en la otra mitad.
Conectó los extremos del primer devanado con una batería y el segundo devanado lo conectó a otro trozo de cable para que pasara por una brújula colocada a cierta distancia del anillo.
Cuando se conectó la batería, identificó que la brújula variaba en su dirección, volviendo a observar lo mismo al desconectar la conexión. Sin embargo, cuando la corriente se mantuvo constante, no hubo movimiento en la brújula.
Por lo tanto, descubrió que una corriente eléctrica inducía una corriente en otro conductor. Sin embargo, aún queda por identificar si ocurrió lo mismo con imanes permanentes.
Al hacer un experimento moviendo un imán cilíndrico dentro de una bobina, pudo identificar el movimiento de la aguja de un galvanómetro conectado a la bobina.
De esta forma, pudo concluir que el movimiento de un imán genera una corriente eléctrica en un conductor, es decir, se descubrió la inducción electromagnética.
Ley de Faraday
A partir de los resultados encontrados, Faraday formuló una ley para explicar el fenómeno de la inducción electromagnética. Esta ley se conoció como la Ley de Faraday.
Esta ley establece que cuando hay una variación en el flujo magnético a través de un circuito, aparecerá una fuerza electromotriz inducida en él.
Fórmula
La ley de Faraday se puede expresar matemáticamente mediante la siguiente fórmula:
Ser,
ε: fuerza electromotriz inducida (V)
ΔΦ: variación del flujo magnético (Wb)
Δt: intervalo (s) de tiempo
Ley de Lenz
A pesar de identificar que la corriente inducida variaba en dirección, Faraday no pudo determinar cómo ocurrió esta variación.
Luego, en 1834, el físico ruso Heinrich Lenz, propuso una regla para definir la dirección de la corriente inducida.
La ley de Lenz establece que la dirección de la corriente inducida es tal que el campo que produce se opone a la variación del flujo magnético que lo produjo.
Esta ley está representada en la fórmula de la fuerza electromotriz inducida por el signo menos.
Aplicaciones de inducción electromagnética
Generadores de corriente alterna
Una de las aplicaciones más importantes de la inducción electromagnética es la generación de energía eléctrica. Con este descubrimiento, fue posible generar este tipo de energía a gran escala.
Esta generación puede darse en instalaciones complejas, como es el caso de las centrales eléctricas, incluso las más sencillas como en las bicicletas dinamos.
Hay varios tipos de plantas de energía eléctrica, pero básicamente el funcionamiento de todas utiliza el mismo principio. En estas plantas, la producción de energía eléctrica se produce mediante la energía mecánica de rotación de un eje.
En las plantas hidroeléctricas, por ejemplo, el agua se represa en grandes represas. El desnivel provocado por esta presa hace que el agua se mueva.