Para Que Sirve La Ley De Faraday?

La ley de inducción electromagnética de Faraday, también conocida como ley de Faraday, es la ley básica del electromagnetismo que ayuda a predecir cómo un campo magnético interactuaría con un circuito eléctrico para producir una fuerza electromotriz (fem).

¿Qué es y para qué sirve la ley de Faraday?

Utilizada en generadores y en motores eléctricos, la inducción electromagnética explica cómo un campo magnético cambiante puede producir una corriente eléctrica y, a la inversa, cómo una corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. La aplicación más común de la inducción electromagnética es la generación de electricidad, cuando una bobina de material conductor, generalmente de cobre, se mueve en presencia de un campo magnético producido por ejemplo por un imán.

• Las líneas del campo magnético del imán hacen que fluyan los electrones en el cable de la bobina.
• El responsable de este descubrimiento científico fue Michael Faraday,
• Faraday, un físico y químico inglés nacido en 1791, hizo importantes contribuciones en el campo de la química, pero es especialmente conocido por la Ley de Faraday, relacionada con la electricidad y el magnetismo.

De procedencia humilde, fue inicialmente ayudante de un importante científico de su época, Humphry Davy, a quien llegó a eclipsar por la trascendencia de sus aportaciones. El gran descubrimiento de Faraday sucedió en 1831 al comprobar que se puede generar una corriente eléctrica cuando se modifica un campo magnético,

• Faraday se inspiró en los hallazgos de Oersted en 1820, quien mostró cómo el paso de la corriente eléctrica por un conductor creaba un campo magnético a su alrededor.
• Faraday intentó reproducir el experimento al revés, es decir, utilizando un imán para producir una corriente eléctrica.
• Sin embargo, solo consiguió su objetivo cuando hizo girar una espira de cobre en presencia de un imán, descubriendo un procedimiento para generar corriente eléctrica.

Efectivamente, el flujo magnético que atraviesa al anillo de cobre varía según va girando la espira, pasando de un flujo máximo en la situación de la figura a un flujo mínimo en caso de que la espira gire 90°. Esta variación del flujo magnético es lo que produce la aparición de una tensión eléctrica inducida en la espira y por tanto la circulación de una corriente eléctrica si se conecta un receptor entre sus bornes. El descubrimiento de Faraday fue esencial para el comienzo de la producción de corriente eléctrica alterna y el transporte de electricidad hacia finales del siglo XIX, y por tanto para la electrificación de la economía y de la sociedad. Faraday también contribuyó con notables hallazgos en el campo de la química, entre otros la electrólisis.

¿Dónde se aplica el efecto Faraday?

Usos – El efecto Faraday se considera de mucha importancia en campos tales como la astronomía, que lo emplea en la medición de la fuerza de campos magnéticos de púlsares de radio, que puede ser estimada mediante las medidas combinadas de la rotación del plano de polarización y los retrasos existentes entre los pulsos de radio en diferentes longitudes de onda.

La misma información puede obtenerse en otros objetos estelares que no sean púlsares, Si se considera que un rayo de luz pasa a través de un medio interestelar en el que existe una cierta cantidad de electrones libres, se puede observar cómo existe un índice de refracción que consiste en hacer que la luz se propague en dos modos polarizados circularmente.

El efecto Faraday en las nubes interestelares, al contrario de lo que pasa en los líquidos y sólidos, tiene una simple dependencia con la longitud de onda de la luz (λ), de esta forma: Donde el efecto global de esta perturbación, caracterizado por MR, M edida de la R otación, indica el giro del plano de polarización en función de B y de la densidad de electrones, n e ; ambos pueden variar a lo largo de la trayectoria lumínica, de esta forma se tiene que: donde:

e es el carga de un electrón m es la masa de un electrón c es la velocidad de la luz en el vacío

Las ondas de radio que pasan a través de la ionosfera están sujetas igualmente a rotación del plano de polarización según el efecto Faraday, y el efecto es proporcional al cuadrado de la longitud de onda. A 435 MHz (UHF), se puede esperar que las ondas hayan cambiado su plano de polarización en 1.5 rotaciones completas a causa del tránsito por la ionosfera, mientras que las ondas de 1.2 GHz lo hacen en cerca de un cuarto de una rotación completa.

¿Qué produce el efecto Faraday?

Cuando el material se somete a un campo magnético aplicado y es atravesado por un haz de luz polarizada, la luz permanece linealmente polarizada, pe- ro su plano de polarización va girando en el trayecto dentro del material. Este efecto de giro es el efecto Faraday.

¿Cómo se demuestra la ley de Faraday?

Actividades – En la experiencia descrita en el artículo mencionado en las referencias, se usa un imán de 1.0 cm de espesor y de 0.9 cm de radio. Se determina experimentalmente su momento magnético μ, midiendo el campo magnético en distintas posiciones a lo largo de su eje Z,

• Poniendo r=z en la expresión de la componente B z del campo magnético producido por el imán.
• B = μ 0 μ 2 π   z 3 El valor experimental del momento dipolar magnético es de μ =2.35 Am 2,
• El campo magnético producido por el imán atraviesa una bobina de N =400 espiras con una velocidad constante del orden de 70-90 cm/s.

Los radios de las bobinas empleadas son del orden de 3 cm. Ejemplo : Supongamos que la bobina tiene a =3 cm de radio y la velocidad del imán es de v=80 cm/s. El valor máximo de la fem es de V m = 24 · 4 · π · 10 − 7 · 2.35 · 400 · 0.8 ( 5 ) 5 · 0.03 2 = 0.45   V Se introduce los valores de los parámetros:

• La velocidad constante del imán v en cm/s, en el control titulado Velocidad,
• El radio a de la bobina en cm en el control titulado Radio,
• El momento dipolar magnético se ha fijado en μ =2.35 Am 2,
• El número de espiras de la bobina se ha fijado en N =400

Se pulsa en el botón titulado Nuevo, Se observa el imán acercándose a la bobina, el campo magnético se incrementa rápidamente cuando el imán se encuentra cerca de la bobina. Se representa mediante un vector el flujo del campo magnético producido por el imán a través de las espiras de la bobina.

1. El movimiento de los puntos de color rojo situados sobre la bobina nos señala el sentido de la corriente inducida.
2. El sentido antihorario se toma como positivo y el sentido horario como negativo.
3. Finalmente, se representa la fem (en color rojo) y el flujo (en color azul) en función de z, la distancia entre el imán y la bobina.

Observamos que el máximo se sitúa en la posición z =- a /2, y el mínimo en la posición simétrica z = a /2. La separación entre le máximo y el mínimo es igual al radio de la bobina. Radio (cm): Velocidad (cm/s):

¿Qué aporto Faraday a la electricidad?

Probablemente todos conozcamos a Michael Faraday (22 de septiembre de 1791 – 25 de agosto de 1867) por su descubrimiento de la inducción electromagnética, sus aportaciones en electrotecnia y electroquímica, o por ser el responsable de la introducción del concepto de campo para describir las interacciones electromagnéticas.

Sin embargo, quizás no es tan conocido el que Faraday realizó contribuciones fundamentales a la teoría electromagnética de la luz, En 1845, justo hace ahora 170 años, Faraday descubrió que un campo magnético influye sobre un haz de luz polarizada, fenómeno conocido como efecto Faraday o efecto magneto-óptico,

En concreto, encontró que el plano de vibración de la luz polarizada linealmente que incide en un trozo de cristal giraba cuando se aplicaba un campo magnético en la dirección de propagación. Se trata de una de las primeras indicaciones de la interrelación entre el electromagnetismo y la luz. Michael Faraday (1791-1867) / Creditos: Wikipedia Faraday es un caso realmente atípico en la historia de la física: su formación era muy elemental; sin embargo, las leyes de la electricidad y el magnetismo deben mucho más a los descubrimientos experimentales de Faraday, que a los de cualquier otra persona.

Él descubrió la inducción electromagnética, la cual le llevó a la invención de la dinamo, precursora del generador eléctrico; explicó la electrolisis en términos de fuerzas eléctricas e introdujo conceptos como campo y líneas de fuerza, fundamentales en la comprensión de las interacciones eléctricas y magnéticas, y piezas básicas en el desarrolló posterior de la física.

Michael Faraday nació al sur de Londres en el seno de una familia humilde. De niño la única educación formal que recibió fue en lectura, escritura y aritmética. Abandonó la escuela cuando tenía trece años y comenzó a trabajar en un taller de encuadernación.

1. Su pasión por la ciencia se desencadenó allí, al leer la voz electricidad y otros vocablos científicos en la Encyclopædia Britannica mientras la estaba encuadernando, tras lo cual comenzó a llevar a cabo experimentos en un laboratorio improvisado.
2. El 1 de marzo de 1813 fue contratado como ayudante de laboratorio del prestigioso químico Sir Humphrey Davy en la Royal Institution de Londres, de la que fue elegido miembro en 1824 y donde trabajó hasta su muerte en 1867, primero como asistente de Davy, después como colaborador suyo, y finalmente, tras la muerte de Davy, como su sucesor.

Faraday causó tal impresión a Davy que éste, al ser preguntado por cuál había sido su mayor descubrimiento científico respondió: “Mi mayor descubrimiento ha sido Michael Faraday”, En 1833 se convirtió en el primer Fullerian Professor de Química en la Royal Institution,

Faraday fue también un gran divulgador de la ciencia y en 1826 instituyó en la Royal Institution los Friday Evening Discourses (Charlas Vespertinas de los Viernes) y al año siguiente las Christmas Lectures ( Conferencias juveniles de Navidad ), que en la actualidad son emitidas cada año por televisión.

Ambas aún existen y siguen siendo un canal de comunicación entre científicos y profanos, con el objetivo último de presentar la ciencia al público en general. El propio Faraday impartió muchas de estas charlas. Michael Faraday impartiendo la Christmas Lecture en la Royal Institution en 1856 / Créditos: Wikipedia Faraday realizó su primer descubrimiento sobre electromagnetismo en 1821. Al repetir el experimento de Oersted con una aguja imantada en diversos puntos alrededor de un hilo con corriente, dedujo que el hilo estaba rodeado por una serie infinita de líneas de fuerza circulares y concéntricas.

El conjunto de estas líneas de fuerza es el campo magnético de la corrient e, término también introducido por Faraday. Partió de los trabajos de Oersted y Ampère sobre las propiedades magnéticas de las corrientes eléctricas, y en 1831 consiguió producir una corriente eléctrica a partir de una acción magnética, fenómeno conocido como inducción electromagnética,

Comprobó que cuando se hacía pasar una corriente eléctrica por una bobina, se generaba otra corriente de muy corta duración en otra bobina cercana. El descubrimiento de la inducción electromagnética en 1831 marcó un hito decisivo en el progreso no sólo de la ciencia sino de la sociedad, y se utiliza hoy en día con el fin de generar electricidad a gran escala en las centrales eléctricas.

• Este fenómeno nos revela además algo nuevo sobre los campos eléctricos y magnéticos.
• A diferencia de los campos electrostáticos creados por cargas eléctricas en reposo cuya circulación a lo largo de una línea cerrada es nula (campo conservativo), los campos eléctricos creados por campos magnéticos tienen una circulación a lo largo de una línea cerrada distinta de cero.

Dicha circulación, que corresponde a la fuerza electromotriz inducida, es igual al ritmo de cambio del flujo del campo magnético que atraviesa la superficie delimitada por dicha línea cerrada ( ley de Faraday ). Faraday inventó el primer motor eléctrico, el primer transformador, el primer generador eléctrico y la primera dinamo, por lo que Faraday puede ser llamado, sin genero de dudas, el padre de la ingeniería eléctrica,

Abandonó la teoría del fluidos eléctrico y magnético para explicar la electricidad y el magnetismo e introdujo los conceptos de campo y líneas de campo para explicar la electricidad y el magnetismo, apartándose de la descripción mecanicista de los fenómenos naturales al más puro estilo newtoniano de acciones a distancia,

Esta incorporación del concepto de campo fue calificada por Einstein como el gran cambio en la física al proporcionar a la electricidad, el magnetismo y la óptica un marco común de teorías físicas. Sin embargo, hubo que esperar varios años hasta que las líneas de campo de Faraday fueran aceptadas definitivamente por la comunidad científica, justo hasta que pocos años después el físico escocés James Clerk Maxwell entró en escena.

Como se ha señalado al principio, otro de los fenómenos descubiertos por Faraday, quizás menos conocido, es el de la influencia de un campo magnético sobre un haz de luz polarizada, fenómeno conocido como efecto Faraday o efecto magneto-óptico, La mente investigadora de Faraday no se conformaba con revelar la relación entre electricidad y magnetismo, sino que quería saber también si los imanes afectaban a los fenómenos ópticos.

clase 25 -Induccion electromagnetica-Ley de Faraday-Casos donde se aplica

Él creía en la unidad de todas las fuerzas de la naturaleza y en particular entre la luz, la electricidad y el magnetismo. El 13 de septiembre de 1845 comprobó que si un haz de luz polarizado linealmente atraviesa un cierto material al que se aplica un campo magnético en la dirección de propagación de la luz, se observa un giro en el plano de polarización de la luz.

Faraday escribió en la entrada #7504 de su diario de laboratorio: “Hoy he trabajado con líneas de fuerza magnética, aplicadas a diferentes cuerpos (transparentes en distintas direcciones) y al mismo tiempo haciendo pasar un rayo de luz polarizada a través de ellas () se produjo un efecto sobre el rayo de luz polarizado, y por tanto la fuerza magnética y la luz se demuestra que están relacionadas entre sí”.

Sin lugar a dudas, fue la primera indicación evidente de que la fuerza magnética y la luz estaban relacionadas entre sí y también demostró que la luz estaba relacionada con la electricidad y el magnetismo. En relación con este fenómeno Faraday también escribió en la misma entrada #7504: “Este hecho probablemente será sumamente fecundo y de gran valor en la investigación de ambas clases de fuerzas naturales”. Rotación de la polarización de la luz debida al Efecto Faraday / Créditos: Adaptada de Wikipedia En una de las charlas vespertinas de los viernes de la Royal Institution del mes de abril de 1846, Faraday especuló que la luz podría ser algún tipo de perturbación que se propaga a lo largo de las líneas del campo,

Lo cierto es que la charla de ese viernes la debía haber impartido Charles Wheatstone para hablar acerca de su cronoscopio. Sin embargo, en el último minuto Wheatstone sintió miedo escénico antes de comenzar su charla, quedó paralizado y le fue imposible subir al estrado. Ante tal eventualidad Faraday no se inmutó lo más mínimo fue él quien impartió la conferencia de Wheatstone.

Como la terminó antes de tiempo, para completar el discurso presentó sus ideas sobre la naturaleza de la luz, Esta segunda parte de la charla de Faraday fue publicada ese mismo año en la revista Philosophical Magazine bajo el título Thoughts on Ray Vibrations (Consideraciones sobre las vibraciones de los rayos).

Faraday incluso se atrevió a cuestionar la existencia del éter luminífero –una herejía científica en aquella época–, que se suponía era el medio en el que se propagaba la luz, como tan elegantemente había descrito Fresnel en su teoría ondulatoria de la luz. Propuso que la luz podría no ser el resultado de las vibraciones del éter, sino las vibraciones de las líneas físicas de fuerza.

Faraday intentó prescindir del éter, pero mantienía las vibraciones. En un tono casi de disculpa, Faraday termina su artículo con las siguientes palabras: “Es probable que haya cometido numerosos errores en todo cuanto he dicho, pues mis ideas al respecto me parecen incluso a mí mismo sombras de especulación”.

Sin embargo, esta idea de Faraday fue recibida con gran escepticismo y nadie la aceptó hasta la publicación en 1865 del artículo de Maxwell titulado A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field ( Una teoría dinámica del campo electromagnético ). Este gran artículo de Maxwell no sólo contiene la teoría electromagnética de la luz –uno de los hitos que se conmemoran en este Año Internacional Año de la Luz 2015 – sino que Maxwell atribuye a las consideraciones sobre las vibraciones de los rayos de Faraday las ideas que le sirvieron de base para la elaboración de su teoría electromagnética de la luz.

En la página 466 de su trabajo de 1865, y con la modestia que siempre caracterizó Maxwell, éste se refiere al artículo de Faraday de 1846 de la siguiente forma: “La concepción de la propagación de perturbaciones magnéticas transversales y la exclusión de las normales está claramente establecida por el Profesor Faraday en sus ‘Consideraciones sobre las vibraciones de los rayos’.

1. La teoría electromagnética de la luz, según lo propuesto por él, es la mismo en esencia, a la que yo he comenzado a desarrollar en este trabajo, a excepción de que en 1846 no había datos para calcular la velocidad de propagación”.
2. Y en la página 461 de esta misma publicación de 1865, Maxwell también escribe los siguiente sobre el efecto magneto-óptico descubierto por Faraday justo veinte años antes: “Faraday descubrió que cuando un rayo de luz polarizada plana atraviesa un medio diamagnético transparente en la dirección de las líneas de fuerza magnética producidas por imanes o corrientes situados en sus alrededores, se produce un giro en el plano de polarización de la luz”.

Maxwell cita seis veces y lo menciona tres veces más en su artículo sobre la teoría dinámica del campo electromagnético. Esto no puede considerado como algo fuera de lo normal y no es en absoluto extraño. Maxwell admiraba a Faraday y gran parte su trabajo sobre electromagnetismo está basado en el trabajo previo de Faraday y además fue Maxwell quien modeló matemáticamente los descubrimientos experimentales de Faraday sobre electromagnetismo en la teoría que ha llegado a nuestros días.

1. Las ondas electromagnéticas sobre cuya existencia fue especulada por Faraday en 1846 con sus consideraciones sobre las vibraciones de rayos y fue predicha matemáticamente por Maxwell en 1865, finalmente fueron producidas en el laboratorio por Hertz en 1888.
2. El resto de la historia es bien conocido.
3. Es evidente que Maxwell abrió las puertas a la física del siglo XX, pero no es menos cierto que Faraday entregó a Maxwell algunas de las llaves que éste utilizó.

“Si he logrado ver más lejos, es porque he subido a hombros de Gigantes” (*) escribió Newton en 1676. Doscientos cincuenta años después, durante una de las visitas que Einstein realizó a Cambridge (Inglaterra) alguien le comentó: “Usted ha hecho grandes cosas, pero porque se subió a hombros de Newton”.

Einstein le replicó: “Eso no es cierto, estoy subido a hombros de Maxwell”. Es más que probable que si alguien hubiera hecho una afirmación similar a Maxwell, éste habría señalado que él se subió a hombros de Faraday, (*) Aunque algunos autores interpretan esta frase de Newton como un comentario sarcástico dirigido al aspecto jorobado de Hooke, hoy en día la frase se utiliza en su acepción positiva.

En la actualidad el comentario de Newton es un reconocimiento a cómo la ciencia consiste es una serie de pequeños progresos, cada uno de los cuales se construye sobre los alcanzados anteriormente (véase, por ejemplo, el libro de Stephen Hawking titulado A Hombros de Gigantes ).

¿Cuál ley electromagnética utilizas más en la vida diaria?

Aplicaciones de la ley de Ampère – T odos los componentes que funcionan con electricidad se basan en principios relacionados con la corriente y los campos magnéticos que se producen. Por eso, la ley de Ampère se aplica en muchas áreas de nuestra vida diaria y de campos científicos:

• Por ejemplo, en la fabricación de motores, transformadores y generadores, que son fundamentales para que podamos tener electricidad en casa.
• Otro ejemplo, son las bobinas toroidales que se usan en los aceleradores de, Utilizando la ley de Ampère se puede calcular el campo magnético dentro, sobre y fuera de las bobinas. Esto permite estudiar el campo magnético ideal, para modificar las trayectorias de las partículas que pasan por el acelerador.
• También, el estudio de la distribución del campo magnético dentro de los solenoides, nos permite configurar válvulas que ajustan el flujo de líquidos y gases en una amplia gama de dispositivos operados eléctricamente. Los solenoides se encuentran un muchos mecanismos que empleamos día con día, y su uso no podría ser posible sin la ley de Ampère.

¿Dónde se aplica el electromagnetismo?

Aplicaciones del electromagnetismo – Las brújulas funcionan por electromagnetismo. Los fenómenos electromagnéticos tienen aplicaciones muy importantes en disciplinas como la ingeniería, la electrónica, la salud, la aeronáutica o la construcción civil, entre otros. Se presentan en la vida diaria, casi sin darnos cuenta, en las brújulas, los parlantes, los timbres, las tarjetas magnéticas, los discos rígidos.

La electricidad, El magnetismo, La conductividad eléctrica y superconductividad. Los rayos gamma y los rayos X. Las ondas electromagnéticas. La radiación infrarroja, visible y ultravioleta. Las radioondas y microondas.

¿Dónde se aplican las fuerzas magnéticas?

Un ejemplo de fuerza magnética se halla en la brújula, cuya aguja imantada siempre señala el norte magnético.

¿Dónde se aplica la energía magnética?

Por medio de las brújulas. Se utilizan generalmente en puertas, bolsos, adornos o relojes. Las tarjetas de crédito, en las que se guarda el número de el dinero que tenemos en el banco.