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.