Fem, ley de Faraday

[Julián]

Re: Fem, ley de Faraday

bueno ${\oint}_{l} \vec{E} . d\hat{l}= - \frac{d \phi}{dt}$ es correcto fisicamente, sino no se conservaría la energía. Ya que mientras más corriente (ya sea de conducción o desplazamiento) produzca esa circulación del campo eléctrico más variación del flujo magnético es requerida para mantenerla porque la corriente produce un flujo en sentido opuesto . Es decir, mientras más potencia se necesite más pesado se va a poner el rotor de un generador eléctrico y más energía mecánica se requiere para mantener ese flujo. O lo que es lo mismo mientras más corriente se le pida al secundario de un transformador más corriente circula por el primario para mantener esa variación de flujo. Todo eso gracias al signo -. Es una simetría.

Tampoco sin el signo -, no existirían las ondas electromagnéticas. Ya que habría soluciones que no serían ondas.

El problema es que en los problemas de clase, no hablamos de "sentido del circuito" ni que relación tiene el sentido del circuito con el signo -, así pues hemos dado en clase la ecuación con signo menos "de adorno" (ya que nadie nos ha explicado que quiere decir el signo -). Tal y como siempre lo hemos resuelto en clase es calcular todo sin trabajar con los signos y luego con la Ley de Lenz hallar la dirección.

¿Qué pasa en la enseñanza escolar o en la práctica? pues que generalmente no nos importa lo que halla del otro. Sabemos que hay un flujo magnético que produce una fem y a partir de esa fem podemos obtener energía, por ejemplo la consumida en un resistor. Sin importar que mientras más energía le pidamos a esa fem, más energía es necesaria para mantenerla, en caso contario el valor de la fem caería. Fijarse que si no disipamos la energía de la fem, por ejemplo con elementos reactivos, en el siguiente semiciclo le entregaremos esa energía, aumentando la variación del flujo y "aliviando" la fuerza magnetomotriz que anteriormente cargamos. Pueden leer esto en el blog que escribí sobre la potencia eléctrica. Pero nuevamente, no nos importa lo que pasa del "otro lado", solo estamos analizando el circuito "de este lado"

Determina, por tanto, el sentido que tendrá la corriente en caso de que el circuito se cierre. Por tanto, sólo es imprescindible si se trata de saber este último, o en general de conocer cómo está orientada la fem (sea inducida o del origen que sea).

Pues no, si en una región del espacio vacio (aucencia de carga) existe una variación del flujo magnético por lo tanto hay una circulación de campo eléctrico. $\dst {\oint}_{l} \vec{E} . d\hat{l}= - \frac{d \phi}{dt}$. Un cambio en la variación del flujo implica un cambio en el campo eléctrico $\dst {\oint}_{l} \frac{d \vec{E}}{dt} . d\hat{l}= - \frac{{d}^{2} \phi}{{dt}^{2}}$ y por lo tanto:

$\dst {\oint}_{l} \vec{B} d \hat{l} ={\int}_{S} \mu \varepsilon \frac{d \vec{E}}{dt} . d \hat{S}$

habrá un campo magnético que tenderá mantener el campo anterior. Sino no se mantendría la conservación de la energía porque la densidad de energía en el campo principal no puede desaparecer. En aucencia de cargas que disipen la energía esa oscilación se mantendría (entre el campo magnético y el campo eléctrico), y es lo que se conoce como onda electromagnética en el vacio.

[Al2000]

Re: Fem, ley de Faraday

De hecho, el signo es la ley de Lenz

[alexpglez]

Re: Fem, ley de Faraday

El problema es que en los problemas de clase, no hablamos de "sentido del circuito" ni que relación tiene el sentido del circuito con el signo -, así pues hemos dado en clase la ecuación con signo menos "de adorno" (ya que nadie nos ha explicado que quiere decir el signo -). Tal y como siempre lo hemos resuelto en clase es calcular todo sin trabajar con los signos y luego con la Ley de Lenz hallar la dirección.

[arivasm]

Re: Fem, ley de Faraday

El signo de la fem, en general, depende del sentido elegido para recorrer el circuito. Determina, por tanto, el sentido que tendrá la corriente en caso de que el circuito se cierre. Por tanto, sólo es imprescindible si se trata de saber este último, o en general de conocer cómo está orientada la fem (sea inducida o del origen que sea).

Mi consejo, puesto que eres un alumno brillante, es que no uses el valor absoluto, salvo que el enunciado sea genérico (del estilo de "se quiere inducir una fem de tantos voltios en tal sistema", sin mención alguna al sentido de la misma). Es decir, si te piden calcular la fem (o la corriente) inducida en un circuito encuentro que es más elegante dar el valor junto con su orientación (para lo que basta con marcar un sentido y dar el signo correspondiente).

[Julián]

Re: Fem, ley de Faraday

Es decir, puedo preescindir del signo de la ley de Faraday-Lenz¿?

Si, dependiendo el tipo de problema no es necesario. Si no te dan los datos del sentido del campo magnétcio evidentemente no es necesario. Por ejemplo, llevándolo a algo práctico, si esa fem es aplicada a elementos resistores no interesaría el sentido sino el valor del módulo. Si es aplicado a elementos resistivos y reactivos es necesario conocer la frecuencia y el módulo por lo que también sería no tan útil el signo. Sería necesario conocer el signo de la variación para elementos semiconducotres pero se podría hacer un análisis de igual manera, considerando ambos semiciclos, sin considerar cuando suceden.

[alexpglez]

Si tengo por ejemplo, un problema que me pide la FEM inducida en una espira y la intensidad a partir de $\Delta \phi$ y $\Delta t$ como datos. Puedo utilizar la ley:

$$E=\vert \frac{\Delta \phi}{\Delta t} \vert$$

$$E=RI$$

Es decir, puedo preescindir del signo de la ley de Faraday-Lenz¿?

Trabajando con valores medios o si me dicen explícitamente que la proporción es lineal.