Inducción electromagnética para niños
La inducción electromagnética es un fenómeno fascinante que nos permite generar electricidad. Imagina que tienes un campo magnético que está cambiando, o un objeto que se mueve a través de un campo magnético. Cuando esto sucede, se puede producir una fuerza que impulsa la electricidad, a la que llamamos fuerza electromotriz (o voltaje).
Si el objeto es un material que conduce la electricidad, como un cable, y forma parte de un circuito cerrado, ¡entonces se crea una corriente eléctrica! Este descubrimiento tan importante lo hizo el científico Michael Faraday en 1831. Él notó que la cantidad de electricidad generada depende de qué tan rápido cambie el campo magnético.
Más tarde, otro científico llamado Heinrich Lenz descubrió algo más: la corriente eléctrica que se produce siempre va en una dirección que se opone al cambio que la causó. Es como si la naturaleza intentara mantener el campo magnético original. Esto es cierto tanto si el campo magnético cambia de intensidad como si el objeto conductor se mueve.
Contenido
¿Quién Descubrió la Inducción Electromagnética?
El descubrimiento de la inducción electromagnética se le atribuye principalmente a Michael Faraday. Él publicó sus hallazgos en 1831. Curiosamente, otro científico, Joseph Henry, también lo descubrió de forma independiente en 1832.
Uno de los primeros experimentos de Faraday fue muy ingenioso. Envolvió dos cables alrededor de un anillo de hierro, como si fuera una rosquilla. Conectó uno de los cables a una batería y el otro a un aparato que medía la electricidad, llamado galvanómetro.
Faraday observó algo sorprendente. Cada vez que conectaba la batería, el galvanómetro mostraba una pequeña corriente. Y cuando desconectaba la batería, ¡también aparecía otra corriente! Esto sucedía porque el campo magnético cambiaba al conectar o desconectar la batería, y ese cambio generaba electricidad en el otro cable.
En poco tiempo, Faraday encontró otras formas de demostrar este fenómeno. Por ejemplo, al mover rápidamente una barra magnética dentro y fuera de una bobina de cables, también se generaba una corriente. Incluso creó una corriente constante haciendo girar un disco de cobre cerca de un imán.
Las ideas de Faraday sobre las "líneas de fuerza" ayudaron a explicar la inducción. Aunque al principio no estaban en forma matemática, otro gran científico, James Clerk Maxwell, las usó como base para desarrollar sus famosas ecuaciones del electromagnetismo.
En 1834, Heinrich Lenz formuló la ley que lleva su nombre. Esta ley es muy importante porque nos dice la dirección en la que se moverá la corriente eléctrica inducida.
¿Cómo Funciona la Inducción Electromagnética?
Para entender la inducción, necesitamos hablar del flujo magnético. Imagina que las líneas de un campo magnético son como hilos invisibles. El flujo magnético es la cantidad de esos "hilos" que atraviesan una superficie, como el área dentro de una espira de cable. Cuantas más líneas pasen, mayor será el flujo.
La ley de inducción de Faraday nos dice que si el flujo magnético a través de una espira de cable cambia, se produce una fuerza electromotriz (FEM). La FEM es como el "empuje" que hace que la electricidad se mueva. Si cortaras el cable y conectaras un voltímetro, medirías esa FEM.
En palabras sencillas, la ley de Faraday dice que la FEM que se genera en un circuito cerrado es igual a la rapidez con la que cambia el flujo magnético que lo atraviesa. Si el flujo cambia muy rápido, la FEM será mayor.
Para generar más electricidad, los ingenieros a menudo usan muchas espiras de cable enrolladas juntas, formando una bobina. Si cada espira es atravesada por el mismo flujo magnético, la FEM total será mucho mayor.
Hay varias maneras de hacer que el flujo magnético cambie y así generar una FEM:
- El campo magnético en sí mismo puede cambiar, como cuando usas un imán que se enciende y apaga, o mueves un cable hacia un imán más fuerte.
- La forma del cable o la superficie que encierra puede cambiar.
- La orientación del cable puede cambiar, por ejemplo, si lo giras dentro de un campo magnético fijo.
- Cualquier combinación de las anteriores.
¿Qué es la Ley de Lenz?
La ley de Lenz es una parte clave de la inducción electromagnética. Nos dice la dirección de la corriente eléctrica que se produce. Básicamente, la corriente inducida siempre crea un campo magnético que se opone al cambio original que la causó.
Piensa en ello como una resistencia. Si intentas aumentar el flujo magnético a través de una bobina, la corriente inducida creará un campo magnético que intenta reducirlo. Y si intentas disminuir el flujo, la corriente inducida creará un campo que intenta aumentarlo. Es una forma en que la naturaleza se "resiste" a los cambios.
¿Por Qué es Importante el Movimiento Relativo?
Albert Einstein se dio cuenta de algo muy interesante sobre la inducción electromagnética. No importa si el imán se mueve y el cable está quieto, o si el cable se mueve y el imán está quieto. El resultado, es decir, la electricidad generada, es el mismo. Lo que realmente importa es el movimiento relativo entre el imán y el conductor. Esta idea fue una de las claves que lo llevaron a desarrollar su famosa teoría especial de la relatividad.
Conceptos Relacionados
- Electromagnetismo
- Inducción magnética
- Recarga inalámbrica
- Ley de Ohm
Galería de imágenes
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Por el solenoide de la izquierda circula una corriente eléctrica alterna que produce un campo magnético cambiante. Este campo provoca, por inducción electromagnética, una corriente eléctrica en el bucle de alambre de la derecha.
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Esquema del principio de la inducción electromagnética
Véase también
En inglés: Electromagnetic induction Facts for Kids
