Ley de Faraday para niños
La ley de inducción electromagnética de Faraday, también conocida como ley de Faraday, nos explica un concepto muy importante en la electricidad. Dice que si el flujo magnético (la cantidad de líneas de un campo magnético que atraviesan una superficie) que pasa por un circuito cerrado cambia con el tiempo, se produce una tensión inducida (o voltaje) en ese circuito. Cuanto más rápido cambie el flujo magnético, mayor será el voltaje que se genere.
Contenido
¿Quién descubrió la Ley de Faraday?
Esta ley fue descubierta por el científico Michael Faraday en el año 1831, gracias a varios experimentos que realizó. Es una ley fundamental y tiene muchísimas aplicaciones en nuestra vida diaria, especialmente en la generación de electricidad. Por ejemplo, es la base de cómo funcionan los generadores eléctricos que producen la energía que usamos en casa.
¿Cómo funciona la Ley de Faraday?
La inducción electromagnética explicada
Imagina un circuito eléctrico muy delgado y cerrado. Si el campo magnético que lo atraviesa cambia, ya sea porque el imán se mueve o porque la fuerza del imán varía, se genera una fuerza electromotriz (FEM). La FEM es como el "empuje" que hace que los electrones se muevan y creen una corriente eléctrica.
La ley de Faraday se puede resumir así: el voltaje que se genera es igual a la velocidad con la que cambia el flujo magnético. Si el circuito tiene varias vueltas de cable, como una bobina, el voltaje generado será aún mayor.
La Ley de Lenz: ¿Por qué se opone?
La ley de Lenz complementa la ley de Faraday y nos dice algo muy interesante sobre la dirección de la corriente generada. Esta ley establece que la corriente eléctrica que se produce siempre va en una dirección que se opone al cambio del flujo magnético que la causó.
Piensa en ello como una "resistencia" natural. Si intentas aumentar el flujo magnético a través de un circuito, la corriente inducida creará un campo magnético que intentará disminuirlo. Y si intentas disminuir el flujo, la corriente generada creará un campo que intentará aumentarlo. Esta oposición es una consecuencia del principio de conservación de la energía, que dice que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
¿Qué es la fuerza electromotriz (FEM)?
Cuando hablamos de "fuerza electromotriz" (FEM), nos referimos al voltaje que se genera en un circuito. Es la energía por unidad de carga que se produce por un mecanismo, como el movimiento de un imán cerca de un cable, y que está disponible para ser usada. Es diferente del voltaje que se pierde en una resistencia debido al consumo de energía.
La Ley de Faraday y la relatividad
Dos formas de ver la inducción
La ley de Faraday describe dos situaciones diferentes que producen electricidad:
- La FEM de movimiento: Ocurre cuando un conductor (como un cable) se mueve a través de un campo magnético. La fuerza magnética empuja las cargas eléctricas en el conductor, creando una corriente.
- La FEM transformada: Ocurre cuando el campo magnético mismo cambia con el tiempo, incluso si el conductor está quieto. Este cambio en el campo magnético genera un campo eléctrico que impulsa la corriente.
James Clerk Maxwell, otro gran científico, notó que, aunque el resultado es el mismo (se genera electricidad), las causas físicas son distintas.
El punto de vista de Einstein
Esta aparente diferencia en cómo se genera la electricidad (si se mueve el imán o el cable) fue algo que intrigó a Albert Einstein. Él se dio cuenta de que el fenómeno observable (la corriente eléctrica) solo depende del movimiento relativo entre el imán y el conductor. 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 el mismo.
Esta observación, junto con otros experimentos, llevó a Einstein a desarrollar su relatividad especial, una teoría que cambió nuestra forma de entender el espacio, el tiempo y la energía. Él argumentó que no existe un "reposo absoluto" y que las leyes de la física deben ser las mismas para todos los observadores, sin importar cómo se muevan.
Galería de imágenes
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El generador homopolar de Faraday. Un disco gira en un campo magnético, generando una corriente eléctrica. Aunque el circuito no cambia de forma, el movimiento del disco a través del campo magnético produce electricidad.
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Un cable conectado a dos placas metálicas en un campo magnético. Si las placas giran, el flujo magnético cambia, pero la electricidad generada es casi nula. Esto muestra que la ley de Faraday es más compleja cuando el material conductor se mueve.
Ver también
- Inducción electromagnética
- Ley de Faraday de la electrólisis
- Ecuaciones de Maxwell
- Ley de Ampère
- Michael Faraday
- Ley de Oersted
- Inductancia
- Corriente de Foucault
Véase también
En inglés: Faraday's law of induction Facts for Kids
