Concepto de
Ley de Faraday

Te explicamos qué es la ley de Faraday, la inducción electromagnética, su historia, fórmula y ejemplos. Además, la ley de Lenz.

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La ley de Faraday estudia la fuerza electromagnética en un circuito cerrado.
  1. ¿Qué es la Ley de Faraday?

La Ley de Inducción electromagnética de Faraday, conocida simplemente como Ley de Faraday, es un principio de la física formulado por el científico británico Michel Faraday en 1831. Esta ley cuantifica la relación entre un campo magnético cambiante y el campo eléctrico creado por sus cambios.

El enunciado de dicha ley sostiene:

“La tensión inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el influjo electromagnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito mismo como borde”.

Lo cual quiere decir que en cualquier circuito cerrado, la fuerza electromagnética es equivalente a la velocidad de variación del flujo magnético del circuito.

Pero para entender esto cabalmente, hará falta revisar el experimento de Faraday: una batería aportaba corriente a una bobina pequeña, creando un campo magnético, a través de espiras (cables metálicos enrrollados sobre su propio eje) que intensifican el flujo de energía al operar en serie.

Luego, introduciendo la bobina pequeña en una grande, para forzar el roce de los campos magnéticos, se genera electricidad, cuyas propiedades pueden medirse en un galvanímetro.

De este experimento y la formulación hecha por Faraday, se desprenden numerosas conclusiones respecto a la generación de energía eléctrica, que fueron clave para la Ley de Lenz y para el manejo moderno de la electricidad.

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  1. Historia de la ley de Faraday

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Michael Faraday estudió el electromagnetismo y la electroquímica.

Michael Faraday (1791-1867) fue un científico central en la tradición moderna occidental, padre de ideas centrales en torno a la electricidad y el magnetismo como las líneas de fuerza o el campo electromagnético.

Faraday se entusiasmó enormemente cuando el físico danés Oersted demostró accidentalmente la relación entre la electricidad y el magnetismo en 1820. Por eso, Faraday construyó un aparato empleando un galvanómetro conectado a un anillo de hierro, el cual estaba a su vez conectado a una pila y un interruptor, todo en circuito cerrado.

Notó, entonces, que cuando abría y cerraba el interruptor, el galvanómetro registraba pequeños cambios, que atribuyó a los cambios del flujo magnético en el tiempo, lo cual lo llevó a formular su famosa ley.

En consecuencia, Faraday fue el primero en demostrar la relación entre campos magnéticos y campos eléctricos, como se desprende de su experimento relatado en el apartado anterior. De hecho, la ecuación de la Ley de Faraday se convirtió en parte de los enunciados de Maxwell.

  1. Fórmula de la ley de Faraday

La ley de Faraday usualmente se expresa mediante la siguiente fórmula:

FEM (Ɛ) = dϕ/dt

En donde FEM o Ɛ representan la Fuerza Electromotriz inducida (la tensión), y el resto es la tasa de variación temporal el flujo magnético ϕ.

  1. Ejemplos de aplicación de la Ley

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Objetos cotidianos como los hornos eléctricos son posibles gracias a la ley de Faraday.

Prácticamente toda la tecnología eléctrica se basa en la ley de Faraday, especialmente lo referido a generadores, transformadores y motores eléctricos.

Por ejemplo, el motor de corriente continua se basó en el aprovechamiento de una espira metálica rotando en un campo eléctrico inmóvil, cuyos contactos al moverse sobre metales conductores generarían electricidad a medida que se mueva sobre su eje.

Es decir, haciendo mover un campo magnético se puede aprovechar la diferencia de intensidad eléctrica generada y transformarla en trabajo, calor, etc. De este principio aparentemente simple se desprende la invención de cosas tan complejas como un transformador, un generador de corriente alterna, un freno magnético o una cocina eléctrica.

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  1. Ley de Lenz

Esta ley proviene de la aplicación del principio de conservación de la energía al campo electromagnético, para así obtener la conclusión de que las tensiones o voltajes que se aplican a un conductor producen una FEM que se opone a toda variación de la corriente original que la produjo.

Esto se traduce, en términos matemáticos, en la añadidura a la ley de Faraday de un signo negativo, quedando formulada de esta manera:

FEM (Ɛ) = -(dϕ/dt)

Esta ley es fundamental para determinar y controlar la dirección en la que se desplaza el flujo eléctrico de un circuito. Su nombre se debe a que el científico alemán Heinrich Lenz la formuló en 1834.

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Referencias:

Última edición: 23 de julio de 2019. Cómo citar: "Ley de Faraday". Autor: María Estela Raffino. Para: Concepto.de. Disponible en: https://concepto.de/ley-de-faraday/. Consultado: 24 de agosto de 2019.