4.7 Ley de Faraday

La ley de Faraday, descubierta por el físico del siglo XIX Michael Faraday. Relaciona la razón de cambio de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) con la magnitud de la fuerza electromotriz$\mathcal{E}$ inducida en la espira. La relación es:

 

 
La fuerza electromotriz, o FEM, se refiere a la diferencia de potencial a través de la espira descargada (es decir, cuando la resistencia en el circuito es alta). En la práctica es a menudo suficiente pensar la FEM como un voltaje, pues tanto el voltaje y como la FEM se miden con la misma unidad, el volt.

¿Cuál es la conexión entre la ley de inducción de Faraday y la fuerza magnética?

 Mientras que el fundamento teórico de la ley de Faraday es bastante complejo, una comprensión conceptual de la conexión directa con la fuerza magnética sobre una partícula cargada es relativamente sencilla.

 

Considera un electrón que es libre de moverse dentro de un alambre. Colocamos el alambre en un campo magnético vertical y lo movemos en la dirección perpendicular al campo con una velocidad constante. Ambos extremos del alambre están conectados, formando una espira o lazo. Esto garantiza que cualquier trabajo realizado para crear una corriente en el alambre se disipa en forma de calor en la resistencia del mismo.

Supongamos que una persona jala el alambre con una velocidad constante a través del campo magnético. Conforme lo hace, debe aplicar una fuerza. El campo magnético constante no puede realizar trabajo por sí mismo (de otro modo, su magnitud cambiaría), pero puede cambiar la dirección de una fuerza. En este caso, parte de la fuerza que aplica la persona es redirigida, causando una fuerza electromotriz sobre el electrón que viaja en el alambre, lo que establece una corriente. Algo del trabajo que la persona realiza al jalar el alambre resulta en energía que se disipa en forma de calor dentro de la resistencia del alambre.