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Inducción electromagnética Las imágenes de resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés) combinan campos magnéticos fuertes con pulsos de radiofrecuencia RF para formar una herramienta médica moderna que ayuda en el diagnóstico de la esclerosis múltiple, tumores e infecciones en el cerebro, la espina o las articulaciones. La inducción magnética, estudiada en este capítulo, juega un papel importante en la producción del campo magnético central en la parte básica de este dispositivo. (.Fotografía © PhotoDisc/ Getty.) Objetivos Cuando termine de estudiar este capítulo el alumno: 1. Explicará y calculará la corriente o fem inducida por un conductor que se mueve a través de un campo magnético. 2. Escribirá y aplicará una ecuación que permita relacionar la fem inducida en cierta longitud de alambre que se mueve con una velocidad v dirigida con un ángulo 8 respecto a un campo B conocido. 3. Enunciará y aplicará la ley de Lenz, o la regla de la mano derecha, para determinar la dirección de la fem o la corriente. 601
602 Capítulo 31 Inducción electromagnética 4. Explicará el funcionamiento de los generadores simples de ca y cd; calculará la fem instantánea y máxima o la corriente generada por un generador de ca simple. 5. Demostrará por medio de diagramas que ha adquirido los conocimientos acerca de los motores devanados en serie y devanados en derivación, y resolverá problemas de corriente de arranque y voltaje de operación. 6. Explicará el funcionamiento de un transformador y resolverá problemas que impliquen cambios en la corriente, en el voltaje o en la potencia. Hemos visto que un campo eléctrico puede producir un campo magnético. En este capítulo estudiaremos que el proceso inverso también es cierto: un campo magnético puede generar un campo eléctrico. Una corriente eléctrica se genera mediante un conductor que tiene un movimiento relativo respecto a un campo magnético. Una bobina giratoria en un campo magnético induce una fem alterna, la cual origina una corriente alterna (ca). A este proceso se le llama inducción electromagnética y es el principio de operación en el cual se basan muchos dispositivos eléctricos. Por ejemplo, los transformadores y generadores eléctricos de ca aprovechan la inducción electromagnética para producir y distribuir energía eléctrica en forma económica. Ley de Faraday Faraday descubrió que cuando un conductor corta las líneas de flujo magnético, se produce una fem entre los extremos de dicho conductor. Por ejemplo, se induce una corriente eléctrica en el conductor de la figura 31.1a a medida que éste se mueve hacia abajo, atravesando las líneas de flujo. (Con la letra i minúscula indicaremos, las corrientes inducidas y las corrientes variables.) Cuanto más rápido sea ese movimiento, tanto más pronunciada será la desviación de la aguja del galvanómetro. Cuando el conductor se mueve hacia arriba a través de las líneas de flujo se puede hacer una observación similar, excepto que en ese caso la corriente se invierte (véase la figura 31.1b). Cuando no se cortan las líneas de flujo, por ejemplo si el conductor se mueve en dirección paralela al campo, no se induce corriente alguna. Supongamos que cierto número de conductores se mueven a través de un campo magnético, como se observa en la figura 31.2, al descender una bobina de N espiras a través de las líneas de flujo. La magnitud de la corriente inducida es directamente proporcional al número de espiras y a la rapidez del movimiento. Es evidente que se induce una fem mediante el movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético. Cuando la bobina permanece estacionaria y el imán se mueve hacia arriba se observa el mismo efecto. Figura 31.1 Cuando un conductor corta líneas de flujo magnético se induce una corriente eléctrica.
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Física, conceptos y aplicaciones S
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Publisher: Javier Neyra Bravo Direc
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PARTE I Meca nica Introducción Cen
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Momento de torsión y equilibrio ro
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Problemas Sección 7.1 Segunda ley
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Trabajo, energía y potencia La Nin
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Impulso y cantidad de movimiento El
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Máquinas simples Las máquinas sim
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esumen y repaso Resumen En la indus
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sección transversal de un cilindro
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