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2.2 Generadores de Corriente. Ley de Inducción de Faraday

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2.

2 GENERADORES DE
CORRIENTE. LEY DE
INDUCCIÓN DE FARADAY
Objetivo General: Definirá inducción electromagnética (experimento de oersted,
flujo magnético, ley de Faraday, Ley de Lenz, generador eléctrico y transformador.)
Objetivo Específico: Identifica las características de una corriente alterna y de una
corriente directa a través de su generación.
Generador En la figura, la espira rectangular rota dentro
de un campo magnético, por lo que el flujo
eléctrico del campo a través de ella varía. Se crea una
corriente que circula por la espira, por lo que
■ Es un dispositivo que convierte
entre los bornes (representados en verde)
energía mecánica en energía
eléctrica. Mantiene por tanto aparece una diferencia de potencial 𝛥𝑉
una diferencia de potencial (fuerza electromotriz inducida).
entre dos puntos denominados
polos. Por la ley de Faraday, al
hacer girar una espira dentro de
un campo magnético, se
produce una variación del flujo
de dicho campo a través de la
espira y por tanto se genera una
corriente eléctrica.
En la parte inferior de la figura se observan las
palas de la turbina (accionada por agua) y las
compuertas verticales que sirven para regular el
caudal de agua que entra a la turbina. En la parte
■ En las centrales de generación de superior está representado el generador de energía
energía eléctrica (nucleares, eléctrica. Dicho generador consta de dos partes:
térmicas, hidráulicas...) la energía  El estator, que es la parte estática del generador.
mecánica que el generador Actúa como inducido.
transforma en energía eléctrica • El rotor, que es la parte móvil conectada al eje de
proviene del movimiento de una la turbina. Es el que actúa como inductor.
turbina, accionada dependiendo del
tipo de central por vapor de agua,
aire o agua. En la figura inferior se ha
representado esquemáticamente el
sistema de generación de energía
eléctrica de una central hidráulica.
Motor eléctrico ■ En función del tipo de corriente empleada,
los motores pueden ser de corriente
 Un motor eléctrico funciona de continua y de corriente alterna, y existen
forma inversa a un generador. distintos tipos de cada uno de ellos.
Convierte energía eléctrica en
energía mecánica. El principio de
funcionamiento de los motores
eléctricos se muestra en la figura
inferior. Si se coloca una espira
en un campo magnético y se hace
pasar una intensidad de corriente a
través de ella, el campo ejerce una
fuerza sobre los lados de la espira, y
estas fuerzas ejercen un momento
de fuerzas. La espira empezará a
rotar, por lo que se habrá
transformado energía eléctrica en
energía mecánica.
■ La inducción electromagnética, definida a través de la Ley de Faraday-Lenz, es la
producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el
tiempo. Este fenómeno indica que es la existencia de un campo magnético lo que
nos producirá corrientes eléctricas. Además, la corriente eléctrica incrementa en
aumentar la rapidez con la que se producen las variaciones de flujo magnético.

■ Estos hechos permitieron enunciar la ley que se conoce como la Ley de Faraday-
Lenz.
LEY DE FARADAY – LENZ
■ Basado en el principio de conservación de la energía, Michael Faraday pensaba que, si
una corriente eléctrica era capaz de generar un campo magnético, entonces un campo
magnético debía también producir una corriente eléctrica.
■ En 1831 Faraday llevó a cabo una serie de experimentos que le permitieron descubrir el
fenómeno de inducción electromagnética. Descubrió que, moviendo un imán a través
de un circuito cerrado de alambre conductor, se generaba una corriente eléctrica,
llamada corriente inducida. Además, esta corriente también aparecía al mover el
alambre sobre el mismo imán quieto.
■ Una aplicación visual de la ley de Faraday-Lenz, la podemos ver haciendo pasar un
imán a través de un tubo de cobre. El imán cayendo, sería un campo magnético en
movimiento que produciría una corriente eléctrica. A su vez, esta corriente eléctrica está
creando una fuerza magnética sobre el imán en dirección opuesta al movimiento,
frenándolo. Este experimento es conocido como experimento primer generador
eléctrico.
■ Faraday explicó el origen de esta corriente en términos del número de líneas de campo
atravesados por el circuito de alambre conductor, que fue posteriormente expresado
matemáticamente en la hoy llamada Ley de Faraday, una de las cuatro ecuaciones
fundamentales del electromagnetismo.
Ley de Faraday: “La fuerza
electromotriz inducida en un
circuito es igual y de signo 𝒅𝝓𝒎
opuesto a la rapidez con que 𝓔=−
varía el flujo magnético que
atraviesa un circuito, por
𝒅𝒕
unidad de tiempo”.
■ Para determinar el sentido ■ “La corriente inducida crea un
de una corriente inducida se campo magnético que se opone
utiliza la llamada Ley de siempre a la variación de flujo
Lenz, que formulaba que: magnético que la ha producido”.
■ La inducción electromagnética constituye
un fenómeno destacado en el
electromagnetismo. Se han desarrollado
un sin número de aplicaciones prácticas
de este fenómeno físico:
Aplicaciones de la ■ El transformador, que se emplea para
conectar un teléfono móvil a la red.
■ La dinamo de una bicicleta.
inducción ■ El alternador de una gran central
hidroeléctrica.
electromagnética ■ La corriente dura mientras se realiza el
movimiento del imán o de la bobina y es
más intenso como más rápido se haga
este movimiento. La corriente eléctrica
que aparecen a la bobina es la corriente
inducida.

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