Electromagnetismo

El electromagnetismo junto con la interacción gravitatoria y las interacciones nucleares es una de las cuatro interacciones fundamentales del universo. El electromagnetismo unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, fundamentada en las ecuaciones de Maxwell. A partir de las observaciones realizadas por Hans Christian Oersted quien al acercar una aguja imantada a un hilo de platino por el cual circulaba corriente observó que aquélla oscilaba hasta situarse perpendicular al hilo. Al invertir el sentido de la corriente, la aguja también invirtió su orientación. Este experimento constituyó la primera vinculación entre el movimiento de las cargas eléctricas con la creación de un campo magnético.


Ley de Faraday

Tanto el cientifico inglés Michael Faraday como el norteameicano Joseph Henry comparten el mérito de haber descubierto la inducción electromagnética. A per de que Henry fue el primero en observarla, Faraday fue el primero en publicar sus hallazgos. Como menciona Hecht, Henry había efectuado en experimento muy similar al de Farady un año antes; sin embargo, no publicó su trabajo.

El flujo magnético pasa a través de una bobina que tiene N número de vueltas, por lo tanto la fem inducida en dicha bobina durante un intervalo de tiempo es N veces el cambio de flujo a través de cada vuelta dividido entre ese tiempo. Este fenómeno se describe mediante la Ley de Faraday de la inducción magnética y se determina con la siguiente formula:

Ley de Lenz

En la ecuación anterior existe un signo negativo el cual relaciona la polaridad de la fem con el cambio de flujo. Esta polaridad indica la dirección en la que  impulsa a la corriente en el circuito, por lo anterior, es necesario un método para determinar dicha polaridad, el cual se basa en el descubrimiento hecho por el físico ruso Heinrich Friedrich Emil Lendz, que expresa en la Ley de Lenz: La dirección de la fem inducida y por consiguiente el flujo de corriente, es tal que el campo magnético formado se opone al movimiento que lo produce.

Cutnell propone un procedimiento para simplificar la comprensión de esta ley:

1. Determinar si el flujo magnético que pentra una bobina aunmenta o disminuye.
2. Encontrar cuál debe ser la dirección del campo inducido de manera que se oponga al cambio de flujo.
3. Una vez encontrada la dirección del campo inducido se aplica la Regla de la Mano Derecha para determinar la dirección de la corriente inducida, y con ello asignar la polaridad de la fem inducida ya que la corriente se dirige hacia afuera de la terminal positiva.

Transformadores

Los fenómenos de la autoindución y la inducción mutua constituyen el fundamento del transformador eléctrico; un dispositivo que sirve para aumentar o disminuir la tensión eléctrica. Un transformador consta, en esencia, de dos bobinas arrolladas a un mismo núcleo de hierro. La bobina o arrollamiento donde se aplica la fem recibe el nombre de primario y la bobina en donde aparece ya transformada se denomina secundario.