Resumen Breve
Este video explica el fenómeno de la inducción electromagnética, su descubrimiento por Michael Faraday y Joseph Henry, y sus diversas aplicaciones prácticas. Se destaca la importancia de la variación del flujo magnético para generar corriente inducida y se presentan ejemplos concretos como generadores eléctricos, linternas dinamo y detectores de metales en aeropuertos.
- La inducción electromagnética es la generación de corriente eléctrica en un conductor debido a un campo magnético variable.
- Michael Faraday descubrió que el cambio en el flujo magnético a través de un circuito induce una corriente eléctrica.
- Las aplicaciones de la inducción electromagnética son vastas, incluyendo generadores de electricidad, linternas dinamo y sistemas de seguridad.
Introducción a la Inducción Electromagnética
La inducción electromagnética es la creación de una corriente eléctrica en un conductor cerrado debido al movimiento relativo entre el conductor y una fuente de campo magnético. Un imán en reposo no produce corriente en un circuito cercano, pero si el imán o el circuito se mueven, se puede detectar corriente o voltaje. Lo crucial es la existencia de un campo magnético cuyo flujo varíe con el tiempo o el espacio. Estos campos magnéticos son producidos por imanes permanentes y también por conductores con corriente, ya que el magnetismo siempre está asociado a cargas en movimiento.
Descubrimiento de la Inducción Electromagnética
El descubrimiento de la inducción electromagnética se atribuye a Michael Faraday, quien se preguntó si era posible obtener electricidad a partir del magnetismo. Anteriormente, Hans Ørsted había descubierto que la corriente eléctrica podía desviar una brújula. Faraday experimentó conectando bobinas a baterías, pero solo observó movimiento en la aguja del galvanómetro al conectar o desconectar la batería. Faraday se dio cuenta de que la corriente eléctrica se produce solo si el flujo magnético a través del circuito cambia. Joseph Henry observó independientemente que la corriente inducida se opone al cambio que la produce, lo que se conoce como la ley de Faraday-Lenz.
El Flujo de Campo Magnético
La aparición de la corriente inducida depende de la variación en el flujo de campo magnético. Un campo magnético que cambia con el tiempo produce un flujo variable, lo que explica por qué Faraday observó corriente inducida al conectar o desconectar la batería. Un campo magnético uniforme también puede generar corriente inducida si el circuito se mueve, alterando la cantidad de líneas de campo que lo atraviesan. Variar el área expuesta del circuito también modifica el flujo, aumentándolo o disminuyéndolo según corresponda.
Aplicaciones de la Inducción Magnética
Los descubrimientos de Faraday llevaron a grandes avances tecnológicos desde el siglo XIX. La ley de inducción electromagnética está presente en numerosas aplicaciones y dispositivos de uso diario, como la energía que llega a los hogares, teléfonos, equipos médicos, automóviles, micrófonos inalámbricos, hornos y cocinas inalámbricas. A continuación, se describen tres aplicaciones interesantes: el generador de electricidad, la linterna dinamo y los sistemas de seguridad de los aeropuertos.
El Generador de Electricidad
El generador de electricidad es un dispositivo que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Su principio básico es hacer girar una bobina de alambre dentro de un campo magnético, lo que causa que el flujo de campo varíe continuamente en la bobina, produciendo una corriente inducida que puede utilizarse para encender una bombilla, entre otras cosas.
Linterna Dinamo
Una linterna dinamo no necesita baterías ni cables, ya que es recargable manualmente. En su interior, un imán se mueve a través de una espiral al agitar la linterna, poniendo en marcha la inducción electromagnética. El flujo magnético cambiante del imán induce una corriente alterna oscilatoria en la espiral. Esta corriente se rectifica para evitar que cambie de dirección y luego se utiliza para cargar un condensador, que a su vez alimenta un diodo LED de bajo consumo para producir luz.
Sistemas de Seguridad de los Aeropuertos
En los aeropuertos, los pasajeros pasan bajo un arco que funciona como detector de metales. El sistema envía corrientes a una bobina, generando un campo magnético variable alrededor de la persona. Si la persona no lleva objetos metálicos, no se registra corriente inducida. De lo contrario, se crea una corriente inducida que activa una alarma.
Ejemplos de Inducción Electromagnética
Se presentan varios ejemplos de inducción electromagnética:
- Bobina extraída de un campo magnético uniforme: Al extraer una bobina de un campo magnético uniforme, se induce una corriente debido a la disminución del flujo magnético. La corriente cesa cuando la bobina sale completamente del campo.
- Imán en movimiento: Al mover un imán a través de una bobina en reposo, se induce una corriente en la bobina.
- Generador deslizante: Al deslizar una barra metálica sobre un riel en forma de 'U' dentro de un campo magnético, se induce una corriente al aumentar el área expuesta al campo.
- Bobinas en rotación: Una bobina que rota en un campo magnético uniforme genera una corriente alterna debido al cambio constante en el ángulo entre el vector normal a su plano y el campo magnético.
- Campo magnético variable en el tiempo: Si la intensidad de un campo magnético aumenta o disminuye con el tiempo, se induce una corriente en una espira, incluso si el campo permanece perpendicular al plano de la espira.
