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Sobre una espira metálica situada en el seno de un campo magnético puede inducirse una fem (y, por tanto, una corriente) si el flujo magnético que la atraviesa varía con el tiempo. Como el flujo magnético viene dado por el producto escalar (B • A para un área elemental plana y vector magnético constante en ella) del campo magnético y el vector área (perpendicular al área considerada), el flujo puede cambiar porque cambie el módulo del campo magnético y/o cambie el valor del área del circuito y/o cambie la orientación relativa entre el campo magnético y el área (posición en metros, intensidad de campo magnético en militeslas, fem en milivoltios y tiempo en segundos). El color del vector indica el valor de la intensidad de campo y los gráficos de la derecha presentan la componente hacia la derecha del campo magnético y la fem en función del tiempo. Reinicio.
En la Animación 1 la espira es perpendicular a la pantalla (su vector normal en el plano de la pantalla) mientras que el campo magnético (horizontal y en el plano de la pantalla) apunta inicialmente hacia la derecha. La orientación de la espira es fija en el tiempo mientras que el campo magnético cambia su intensidad de forma oscilante, determinada por los parámetros que puede usted cambiar mediante los cursores deslizantes al efecto: amplitud de la oscilación y frecuencia de la misma.
En la Animación 2 la espira es de nuevo perpendicular a la pantalla y ahora el campo magnético gira en el plano de la pantalla manteniendo constante su módulo. De esta forma, la orientación relativa
del campo respecto a la normal a la espira cambia con el tiempo debido al cambio de dirección del campo magnético. Puede utilizar los cursores deslizantes para modificar la intensidad del campo y la frecuencia con que gira su dirección.
Estudie y explique las semejanzas y diferencias existentes entre lo mostrado en ambas animaciones.
En la Animación 1 la intensidad del campo magnético cambia con el tiempo. En la
Animación 2 el campo mantiene constante su intensidad (módulo) pero cambia su dirección con el tiempo. A pesar de que estamos ante dos situaciones muy diferentes, si el máximo de
|B| para cada animación es el mismo y también coinciden los valores de frecuencia, en cada instante la componente horizontal del campo magnético es la misma en ambos casos y, por ello, obtenemos la misma
fem en función del tiempo. En efecto, en la
Animación 1
el campo magnético es en la dirección horizontal y cambia con el tiempo según
sen(2π f t). En la Animación 2
el campo magnético mantiene constante su módulo, pero al cambiar su orientación, su componente a lo largo del vector área (horizontal) cambia según
sen(2π f t). Por ello, B • A como función del tiempo es el mismo en ambos casos siempre que los máximos de
|B| y las frecuencias coincidan.
Observe que, aunque |B| cambia en la primera animación y la orientación de B cambia en la segunda animación, se supone en ambos casos que el campo magnético, en un instante dado, es uniforme en toda la espira. Por ello podemos seguir calculando el flujo como B • A.
Ilustración creada por Anne J. Cox y Mario Belloni.
© 2004 Pearson Educación S. A.