La variación de flujo que atraviesa un
circuito produce una corriente inducida
generada por una fuerza electromotriz
cuyo valor es proporcional a la
velocidad del cambio de flujo.
Experimento de
Faraday
Faraday comprueba esto al acercar un imán por
uno de sus polos a una espira, generando en
esta una corriente que tenderá a equilibrar las
líneas de campo (flujo) generadas dependiendo
de si son excesivas (al acercar el imán) o el flujo
disminuye (al alejar el imán).
Experimento de Henry
Henry llega a las mismas conclusiones realizando el experimento con una
corriente magnética y una varilla conductora de una longitud determinada que
se mueve a una velocidad determinada. En lugar de observar la variación de
flujo magnético directamente como Faraday, analiza las variaciones de energía
potencial (trabajo) de las cargas que circulan por la varilla.
Concluye tanto en la expresión de la variación de flujo en un tiempo determinado
para el cálculo de la energía electromotriz como la siguiente expresión:
ε = B · L · v
ε = - dΦ / dt
ε = E electromotriz (ddp)
Φ = flujo de campo magnético en
superficies no cerradas (en las que es 0)
t = tiempo de variación del flujo
Ley de Lenz: La corriente
inducida se opone a la variación
de flujo (signo negativo en la
expresión matemática de la Ley).
CORRIENTE ALTERNA
Características
Menor disipación de energía que con la corriente continua.
Poca intensidad de corriente y mayor
voltaje (creando una tensión alta).
Se utiliza para ser transportada.
Para generarla se necesita un electroimán y una espira o bobina,
generando un circuito llamado ALTERNADOR.
La bobina o espira gira con determinada velocidad angular (ω), constante en el seno del campo
magnético generado por el electroimán.
En la bobina se induce energía electromagnética con las variaciones periódicas del
flujo que la atraviesa (pues el ángulo entre la superficie de la bobina y el campo
magnético varía periódicamente.
Expresiones generales de corriente alterna:
ε = - dΦ / dt = B · S · N · ω · sen(ω · t)
Φ = B · N · S · cos(ω · t)
ELEMENTOS BÁSICOS DE UN CIRCUITO
Resistencias
Producen una caída de tensión con desprendimiento
de calor. Su magnitud viene dada por la Ley de Ohm:
R = V / I
Bobinas
Por ellas circula una intensidad de corriente eléctrica y magnética determinada
Espiras
TRANSFORMADORES
Un transformador consiste en dos arrollamientos de hielo conductor, ambos
en torno al mismo núcleo de hierro. Un arrollamiento está unido a una tensión
de corriente alterna y es el primario; el otro, secundario, está unido al circuito
para cuyo funcionamiento se necesita el cambio de voltaje.
Por tanto, su función es la de aumentar o reducir el voltaje de
la corriente y mantener la potencia. Sin embargo esta potencia
puede perderse a veces en forma de calor.
Rendimiento (η) = Potencia útil / Potencia total
Efecto Joule: Pérdida de potencia sin obtener rendimiento a cambio.
Razón de transformación
Relación entre la energía electromotriz, número de espiras del
arrollamiento, voltaje o intensidad entre el primario y el secundario.
Mayor que la unidad si el transformador es reductor de tensión y menor si la eleva.