Ley de Faraday

 

La Ley de Faraday es una ley fundamental en el electromagnetismo que establece que una variación en el flujo magnético a través de una superficie cerrada induce una fuerza electromotriz (fem) en un circuito situado en dicha superficie. Esta fuerza electromotriz inducida es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético en el tiempo.

La ecuación matemática que representa la Ley de Faraday se conoce como la Ley de Faraday de la inducción electromagnética. Hay dos formulaciones de esta ley, una para una trayectoria cerrada y otra para una superficie cerrada. Aquí te las explico detalladamente:

Ley de Faraday para una trayectoria cerrada: La fuerza electromotriz inducida en un circuito cerrado es igual a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie encerrada por la trayectoria.

Matemáticamente, esto se expresa como:

ε = - dΦ/dt

Donde: ε es la fuerza electromotriz inducida (medida en voltios). dΦ/dt es la tasa de cambio del flujo magnético (medido en webers por segundo o voltios por segundo).

El signo negativo indica que la fuerza electromotriz inducida genera una corriente que produce un campo magnético opuesto al cambio original.

Ley de Faraday para una superficie cerrada: La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual al flujo magnético a través de una superficie cerrada.

Matemáticamente, esto se expresa como:

ε = - ∮ E · dl

Donde: ε es la fuerza electromotriz inducida (medida en voltios). ∮E · dl es la integral de línea del campo eléctrico alrededor de la trayectoria cerrada (medido en voltios).

En esta formulación, la fuerza electromotriz inducida se relaciona directamente con el campo eléctrico circulante. El signo negativo nuevamente indica que la fuerza electromotriz inducida genera una corriente que produce un campo magnético opuesto al cambio original.

En resumen, la Ley de Faraday establece que cualquier cambio en el flujo magnético a través de una superficie cerrada induce una fuerza electromotriz en un circuito, lo que da lugar a corrientes inducidas y a la generación de campos magnéticos adicionales. Esta ley es fundamental en el estudio de la inducción electromagnética y tiene aplicaciones importantes en generadores eléctricos, transformadores y otros dispositivos electromagnéticos.