LEY DE FARADAY

La Ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:

donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha.
La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.
Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:

donde V_ε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección voltaje inducido(el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

LEY DE LENZ

"El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce."
La Ley de Lenz nos dice que los voltajes inducidos serán de un sentido tal, que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.
La polaridad de un voltaje inducido es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

donde:

• Φ = Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).
• B = Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).
• S = Superficie del conductor.
• α = Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.

Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:

En este caso la Ley de Faraday afirma que el V_ε inducido en cada instante tiene por valor:

V_ε

El valor negativo de la expresión anterior indica que el V_ε se opone a la variación del flujo que la produce. Este signo corresponde a la ley de Lenz.
Esta ley se llama así en honor del físico germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834.

DEFINICION

Es la rama del electromagnetismo que trata de la evolucion temporal es sistemas donde interactuan campos electronicos y magneticos con cargar en movimientos.

INTRODUCCION

Electrodinamica

Al contrario de lo que ocurre con la electrostática, la electrodinámica se caracteriza porque las cargas eléctricas se encuentran en constante movimiento. La electrodinámica se fundamenta, precisamente, en el movimiento de los electrones o cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente eléctrica para desplazarse.

Todos los cuerpos conocidos en la naturaleza, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos,se componen de átomos o moléculas de elementos químicos simples o compuestos.

CALCULO DE POTENCIAL EN DIFERENTES CONFIGURACIONES.

1. Dos puntos P1 y P2 en un campo uniforme.

Un campo vectorial uniforme es constante en magnitud, dirección y sentido. Un campo    no uniforme puede variar en su magnitud, dirección, ó sentido o en todas estas propiedades. En la  figura (12) se ilustra un campo uniforme.

La aplicación de la ecuación (3) para la diferencia de potencial da entonces,

Una aplicación de este caso se presenta en un condensador de placas paralelas cargadas, dibujado en la figura (13), y donde las líneas verticales muestran el campo eléctrico.

 

2. Carga puntual

En este caso, el potencial se obtendrá de,

Si se elige el punto r 1 en el infinito, y le asignamos el valor cero a V1 , es decir, en

resulta

y al generalizar, eliminando los subíndices, el potencial en r debido a una carga puntual es

3. El potencial en un punto debido a un grupo de N cargas puntuales

El potencial en este caso, será la suma algebraica de todos los potenciales, lo que da para el caso de N cargas,

siendo rn la distancia de la carga qn, al punto donde se quiere hallar el potencial.

4. Potencial  en un punto P debido a distribución de caga continua.

En este problema, se toma un elemento de carga dq, y se calcula el potencial dV en un punto P situado a una distancia r de este elemento (ver fig. 14). El potencial en P debido a dq es ,              

  de modo que el potencial en P debido a la distribución se obtiene realizando la integral

donde dq esta dado por,

ρ=densidad de volumen                   

σ=densidad de superficie               

λ= densidad de longitud.

DEFINICION

Se define el potencial se define como el trabajo realizado para trasladar un objeto de un punto a otro. En particular, para el caso eléctrico, definimos el potencial eléctrico del punto  A al punto B, como el trabajo realizado para trasladar una carga positiva unitaria q de un punto a otro, desde B hasta A.

 

 

 

las unidades para el potencial eléctrico son de (Joules/Coulombs o Volts). Nótese además que el trabajo que hemos sustituido en la ecuación proviene de la construcción de trabajo eléctrico.

 

Si consideramos que hemos construido la  noción de potencial eléctrico en base a la construcción de un campo conservativo, esto del hecho de suponer una fuerza que tienda a contrarrestar la fuerza del campo para mantener la partícula cargada en equilibrio estático.

Analicemos el potencial eléctrico necesario para desplazar una carga puntual desde un punto B a un punto A.

Recordemos primero que el campo de una carga puntual esta determinado en forma radial como se muestra a continuación, sin embargo, recordemos que el hecho de haber tomado un campo conservativo le resta importancia a ese hecho.

 

 

  

 

sustituyendo en la ecuación que define al campo eléctrico tendríamos: