Inducción electromagnética

1. 1
Electromagnetic Induction
Inducción Electromagnética
Fernanda Estupiñán¹, Jonnathan Espinoza², Erik Flores³, Pablo Japón4
Facultad Ciencias de la Ingeniería, Universidad Estatal de Milagro
festupinann@unemi.edu.ec¹, jespinozae@unemi.edu.ec²,
eflorest@unemi.edu.ec³, pjapone@unemi.edu.ec4
ABSTRACT: This article shows one ofthe most
important discoveries in physics, electromagnetic
induction, which consists ofgenerating electricity
from magnetic fields.
The experiment arose when two coils of wire
were encasedinan iron arc, concluding that when
a current was applied to one ofthe coils, the other
coil that had not received current was also
charged with electricity.
KEY WORDS: Magnetic field, electricity,
experiments, induced current
RESUMEN: En este artículo se muestra uno
de los descubrimientos más importantes de la
física, la inducción electromagnética, que consiste
en generar electricidad a partir de los campos
magnéticos.
El experimento surgió cuando se enroló en un
arco de hierro, dos bobinas de alambre, llegando
a la conclusión de que cuando aplicaba una
corriente a una de las bobinas, la otra bobina que
no había recibido corriente, también se cargaba
de electricidad.
PALABRAS CLAVE: Campo magnético,
electricidad, experimentos, corriente inducida.
I. INTRODUCCIÓN
Hoy en día, la forma más usada para generar
corriente eléctrica se realiza por acción de un campo
magnético sobre un circuito, aprovechando el
fenómeno llamado inducción electromagnética. (1)
El descubrimiento de Michael Faraday (1791-
1867) en Inglaterra y Joseph Henry (1797-1879) en
Estados Unidos independientemente, ha llevado a la
construcción de los poderosos generadores que se
encuentran en las centrales eléctricas en la
actualidad. (1)
En virtud del papel que desempeña en la
generación de energía eléctrica, la inducción
electromagnética es uno de los cimientos de nuestra
sociedad tecnológica. (2)
A. Justificación
El estudio de la inducción electromagnética,
es considerable para la elaboración profesional de
los alumnos dentro de la instrumentación eléctrica y
electrónica, puesto que contribuye a abarcar y
expandir la perspectiva de todo el mundo que
nos circunda.
Debido al avance de superiores y
más poderosos instrumentos en el quehacer
tecnológico. La teoría electromagnética se encuentra
dentro de los enormes logros del intelecto humano.
Bajo este contexto, el artículo está pensado
para proveer de una forma más profunda
las apps tecnológicas dentro de los campos de la
ingeniería.
B. Objetivo General
Identificar las condiciones en que un campo
magnético pueda generar un campo eléctrico, capaz
de movilizar cargas libres dentro de un conductor,
mediante la interpretación analítica de la
investigación.
II. REVISIÓN DE LA LITERATURA
La Ley de inducción electromagnética de
Faraday (o sencillamente Ley de Faraday) se apoya
en los experimentos que llevó a cabo en 1831 y
establece que el voltaje inducido en un circuito
cerrado es de manera directa a la eficacia con que
cambia en el tiempo el fluido magnético que
atraviesa un área alguna con el circuito. A
continuación se muestra la siguiente ecuación: (3)

2. 2
Figura 1. Ecuación de ley de inducción
electromagnética de Faraday
Donde E⃗⃗ es el campo eléctrico, dA⃗⃗⃗⃗⃗ es el elemento
infinitesimal del contorno C, B.⃗⃗⃗ es la densidad de
campo magnético y S es una superficie o área
arbitraria, cuyo borde es C. (3)
La opción fundamental de
la alteración de fluido magnético por medio
de algún área es que induce un campo no
electrostático en el contorno
que determina este sector y las líneas de campo son
cerradas y el campo eléctrico inducido es un campo
no conservativo. (4)
Por otro lado, Heinrich Lenz comprobó que la
corriente adecuada a la f.e.m. inducida se enfrenta al
cambio de fluido magnético, de manera tal que la
corriente tiende a sostener el fluido. (5)
Figura 2. Corriente eléctrica fluyendo por las espiras
de la bobina.
Previo a éste hallazgo, Faraday convertía las fuerzas
eléctricas y magnéticas en movimiento mecánico
continuo (figura 3). (6)
Figura 3. Rotaciones electromagnéticas del imán y del
hilo de Faraday.
Faraday visualizó que al conectar la batería en la
bobina A (figura 4), se nota un efecto en la aguja
magnética ubicada sobre la bobina B, y vuelve a su
posición original. (6)
Figura 4. Hallazgo de la inducción electromagnética
por Faraday en 1831.
Antes del hallazgo de Faraday, se generaba voltaje
en un circuito por medio de acción química, entre
otras cosas en una pila seca; su contribución fue la
generación de un voltaje “inducido” sin contacto
físico real entre ellos. (7)
Flujo magnético.
La representación de la predominación magnética
de un imán o de una corriente eléctrica en el espacio
que les circunda por medio de líneas de fuerza fue
ideada por Faraday y aplicada en la interpretación
de la mayoría de sus experimentos sobre
electromagnetismo. (8)
Por medio de esta clase de imágenes Faraday
compensaba su escasa elaboración matemática,
apoyándose de esta forma su colosal capacidad
gráfica y su no inferior intuición científica. (8)
La noción de fluido magnético recopila esa
tradición iniciada por Faraday de representar los
campos por medio de líneas de fuerza, pero agrega,
además, un concepto matemático. (8)
Cuando se aprecia, con el apoyo de limaduras de
hierro, elcampo magnético desarrollado por un imán
recto, se puede ver que, en los polos, las líneas de

3. 3
fuerza están más próximas y que se separan
al distanciarse de ellos. (8)
Faraday halló otra cosa muy considerable. Lo
que verdaderamente debe cambiar con el tiempo
para que se induzca una corriente eléctrica es
el fluido magnético por medio del área que forma el
circuito eléctrico. (9)
El hallazgo de Faraday sugiere que en esta
situación además se inducirá una corriente eléctrica
en el circuito. Una forma de cambiar
el sector eficaz del circuito es, entre otras
cosas, realizando girar la espiral del circuito (Figura
5) cerca del eje LL, perpendicular al efecto
magnético. (9)
Figura 5. Se puede conseguir que el fluído por medio
del área cambie con el tiempo, haciéndola girar cerca
del eje LL.
Aplicaciones del electromagnetismo.
1. Timbres. Supone la circulación de una carga
eléctrica por un electroimán, cuyo campo
magnético atrae un martillo metálico
diminuto hacia una campanilla,
interrumpiendo el circuito y admitiendo que
vuelva a comenzar. (10)
2. Trenes de suspensión magnética. La
repulsión eléctrica entre los imanes y el
metal de la interfaz sobre la que el tren
circula mantiene el peso del transporte en el
aire. (10)
3. Motores eléctricos. Tiene dentro una
sucesión de bobinas, que se ubican entre los
polos fijos del imán que es el estator, este
movimiento sigue recurrente debido
al campo electromagnético. (10)
4. Los transformadores eléctricos. Bobinas
dispuestas alrededor de un núcleo de hierro,
cuyos campos electromagnéticos aceptan
modular la intensidad de la corriente
saliente. (11)
Figura 6. Transformador (izq.) e inductor (der).
Un generador eléctrico es un gadget de una
instalación eléctrica que transforma una cierta forma
de energía en energía eléctrica. Si el generador
produce corriente eléctrica continua frecuenta recibir
el nombre de dinamo y, si produce corriente alterna,
se le llama alternador. (12)
En las centrales eléctricas se produce energía
eléctrica a enorme escala usando una fuerza
electromotriz para mover una turbina unida a un
generador eléctrico (alternador). (12)
La fuerza que desplaza las turbinas puede
provenir delagua,el vapor, elviento, etc. De acuerdo
con la fuente de energía principal que se transforma
en energía eléctrica, hay diferentes tipos de centrales
(12):
Hidroeléctricas: Hidroeléctricas: Las turbinas
son movidas por el agua que cae por un desnivel. La
energía principal es energía mecánica (energía
potencial del agua). (12)
Térmicas: Las turbinas son movidas por vapor.
El calor primordial para conseguir vapor procede de
la combustión de materiales fósiles, como carbón,
petróleo o gas natural. (12)
Nucleares: Las turbinas son movidas por vapor,
que se obtiene de la fisión nuclear en un reactor,
(energía nuclear). (12)
Otra de las apps de la inducción electromagnética
son las llamadas cocinas de inducción. El la figura
7 se expone sus elementos esenciales.
Su desempeño se apoya en la inducción
electromagnética. (13)
Figura 7. La corriente eléctrica que fluye en un
conductor produce calor por efecto Joule.

4. 4
El calor puede ser obtenido aplicando
una distingue de potencial por medio del conductor
(calentamiento común por resistencia) o poniendo el
conductor en un campo magnético variable, que es
el inicio de la conducción electromagnética. (13)
La inducción electromagnética es usada para
calentar materiales conductivos como la aleación de
metales o grafito; el calentamiento de metales
para hacer más simple su forja
y ofrecer uniformidad; la soldadura; régimen a
superficies de metales y la construcción de
semiconductores. (13)
III. RESULTADOS
La revelación, que ahora conocemos como la Ley
de Inducción de Faraday, verdaderamente establece
la posibilidad de transformar la energía del
movimiento en la energía eléctrica.
En gran medida, ofreció ascender al avance de la
electro-tecnología que cambió el estilo de vida de las
órdenes sociales actuales, específicamente, haciendo
concebible la era de la energía eléctrica a gran escala
en los hogares de la humanidad.
IV. CONCLUSIONES
La inducción electromagnética observada por
Faraday, exhibe que además es viable conseguir
corriente eléctrica por medio de un mecanismo
mecánico. (movimiento relativo de un imán y una
bobina).
Esa forma de obtención de corriente eléctrica es
diferente de la que se obtiene en las pilas y baterías,
donde se obtiene producto de reacciones químicas.
La corriente de esta forma generada se
llama corriente inducida y el fenómeno que la
produce, inducción electromagnética.
Por último, éste fenómeno es fundamental para
nuestra humanidad por la sencilla razón de que
estamos rodeados por el electromagnetismo e
interfiere de manera consistente en nuestra vida
diaria.
V. REFERENCIAS.
(1) Fernández, J. P. (1992). Iniciación a la física.
(Tomo II). Barcelona: Reverté S.A. p: 165.
(2) Zemansky, Z. F. (2009). Física Universitaria.
(Vol. II). México: Pearson. p: 994.
(3) Alcaíno, J. (lunes 22 de junio de 2009).
Cmagnético. Obtenido de
http://cmagnetico.blogspot.com/2009/06/l
ey-de-induccion-de-faraday.html
(4) Barbero,A.(2007). Inducción Electromagnética.
Obtenido de
https://previa.uclm.es/profesorado/ajbarb
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netica.pdf
(5) Zambrano, V. (juves 1 de diciembre de 2011).
Física. Obtenido de
http://victorinafisica.blogspot.com/2011/1
2/induccion-electromagnetica-y.html
(6) Santamaría, G. (2009). Electrotecnia. México:
Editex. p: 96.
(7) Irving, L. (1993). Máquinas eléctricas y
transformadores. (2da. ed). México:
Prentice-Hall Hispanoamericana S.A. p: 5.
(8) Rodríguez, A. (2007). Físicanet. Obtenido de
https://www.fisicanet.com.ar/fisica/electr
odinamica/ap03_induccion.php
(9) Mojarrango, J. (2010). Bbiblioteca digital Ilce.
Obtenido de
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ci
encia/volumen3/ciencia3/112/htm/sec_10.
htm
(10) Donate, A. (1999). Principios de electricidad y
electrónica. Barcelona: Marcombo S.A. p:
50.
(11) González, A. (2001). Magnetismo. España:
Salamanca. p: 57.
(12) Molina, J. (jueves 8 de octubre de 2009).
Voltimum. Obtenido de
https://www.voltimum.es/articulos-
tecnicos/aplicaciones-induccion
(13) Guevara, E. (2011). Cuba Educa. Obtenido de
http://fisica.cubaeduca.cu/media/fisica.cu
baeduca.cu/medias/interactividades/9noin
duccion2/co/modulo_contenido_6.html