Page 622 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

31.1 Ley de Faraday 603

Figura 31.2 La fem inducida en una bobina es proporcional al número de espiras de alambre que cruzan a
través del campo.

Resumiendo lo que se ha observado mediante estos experimentos, se establece que:
1 . El movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético induce una fem en el
conductor.
2. La dirección de la fem inducida depende de la dirección del movimiento del conductor
respecto al campo.
3. La magnitud de la fem es directamente proporcional a la rapidez con la que el conductor
corta las líneas de flujo magnético.
4. La magnitud de la fem es directamente proporcional al número de espiras del conductor
que cruza las líneas de flujo.
Una relación cuantitativa para calcular la fem inducida en una bobina de N espiras es

A$
% = N , (31.1)
A t

donde % = fem media inducida
A® — cambio en el flujo magnético durante un espacio de tiempo Ai
Un flujo magnético que cambia con una rapidez de un weber por segundo inducirá una fem
de 1 volt por cada espira del conductor. El signo negativo de la ecuación (31.1) significa que
la fem inducida tiene tal dirección que se opone al cambio que la produce, como se explicará
en la sección. 31.3.
Ahora analicemos cómo el flujo magnético O que se acopla a un conductor puede cam­
biar. En el caso más sencillo de un alambre recto que se mueve a través de líneas de flujo,
A<E>/Aí representa la rapidez con la cual el flujo se acopla a causa de los cambios del conduc­
tor. Sin embargo, para que una comente inducida exista es necesario que fluya a través de un
circuito cerrado, y lo que nos interesa con más frecuencia es la fem inducida en una espira o
en una bobina de alambre.
Recuerde que el flujo magnético O que pasa a través de una espira de área efectiva A está
dado por
O = BA (31.2)
donde B es la densidad de flujo magnético. Cuando B está en teslas (webers por metro cua­
drado) y A está en metros cuadrados, í> se expresa en webers.
Un cambio en el flujo <E> puede expresarse principalmente en dos formas:
1. Al cambiar la densidad de flujo B a través de una espira de área A:

A<t> = (AB)A (31.3)