¿Cómo crear electricidad con magnetismo? INDUCCIÓN Electromagnética ⚡ Ley de Faraday y Lenz
Summary
TLDREn este video, se explora la inducción electromagnética, un fenómeno fundamental en la física que vincula la electricidad y el magnetismo. Se narra la historia de Hans Christian Ørsted, quien descubrió la relación entre ambos, y se profundiza en las leyes de Faraday y Lenz, que explican cómo un campo magnético varía puede generar una corriente eléctrica. Michael Faraday, con su experimento, demostró que la influencia de un campo magnético en un cable enrollado puede inducir una fuerza electromotriz. La ley de Lenz aporta la dirección de la corriente inducida, que es opuesta al cambio de flujo. Estas leyes son esenciales para entender cómo funcionan los generadores, transformadores y motores, y cómo la energía eléctrica se convierte en movimiento mecánico en dispositivos como ventiladores.
Takeaways
- 🧲 La inducción electromagnética es un fenómeno fundamental en el electromagnetismo, que involucra la transformación de la electricidad en magnetismo y viceversa.
- 🔋 Hans Christian Ørsted fue el primero en descubrir empíricamente la relación entre electricidad y magnetismo, observando que una corriente eléctrica afectaba a la aguja de una brújula.
- 🌀 Michael Faraday descubrió que un campo magnético variando con el tiempo puede generar una corriente eléctrica, lo que se conoce como la Ley de Faraday.
- 📊 La Ley de Faraday establece que la fuerza electromotriz inducida es igual al cambio en el flujo magnético a través de un circuito cerrado.
- 🔧 La Ley de Lenz aporta un matiz a la Ley de Faraday, indicando que la corriente inducida fluye en el sentido opuesto al cambio de flujo magnético que la induce.
- 🔄 La naturaleza tiende a oponerse a cambios inducidos por estímulos externos, lo que se refleja en la dirección opuesta de la corriente inducida, según la Ley de Lenz.
- ⚙️ Los generadores eléctricos utilizan el principio de inducción electromagnética para convertir movimiento en electricidad, moviendo un rotor dentro de un campo magnético.
- ⚡ Los transformadores funcionan con la inducción electromagnética para elevar o disminuir la tensión de la electricidad en la red de transporte, a través de la interacción entre bobinas con diferentes números de espiras.
- 🌪 El funcionamiento de los motores eléctricos se basa en la interacción de campos magnéticos inducidos para producir movimiento mecánico.
- 🔌 La inducción electromagnética es esencial para entender el funcionamiento de los sistemas eléctricos en su conjunto, desde la generación hasta la distribución y el consumo de energía.
- 🔄 La Ley de Inducción es clave para comprender cómo se pueden convertir la electricidad y el magnetismo entre sí, lo que es fundamental en la mayoría de las máquinas eléctricas.
Q & A
¿Qué fenómenos se discuten en el video sobre electromagnetismo?
-El video discute la inducción electromagnética, que es la capacidad de los campos magnéticos para producir electricidad, basándose en la ley de Faraday y la ley de Lenz.
¿Quién fue el primer científico en descubrir la relación entre electricidad y magnetismo?
-Hans Christian Ørsted fue el primero en descubrir empíricamente la relación entre la electricidad y el magnetismo, observando que la corriente eléctrica modificaba la posición de una brújula.
¿Cómo describió Michael Faraday la inducción electromagnética en su experimento?
-Faraday realizó un experimento con una bobina, un cable y un voltímetro, y un imán para evaluar si la influencia de un campo electromagnético inducía una fuerza electromotriz en el cable enrollado.
¿Qué es la fuerza electromotriz según el contexto del video?
-La fuerza electromotriz es la diferencia de potencial, el voltaje o la tensión, que se induce en un cable cuando hay una interacción con un campo magnético.
¿Cuál es la ley de inducción electromagnética de Faraday según el video?
-La ley de Faraday establece que un flujo electromagnético que varía con el tiempo define la fuerza electromotriz que produce el campo y que luego se induce en cada una de las espiras del bobinado.
¿Qué aporta la ley de Lenz a la comprensión de la inducción electromagnética?
-La ley de Lenz aporta el concepto de que la corriente eléctrica inducida fluye en sentido opuesto al cambio de flujo, tratando de contrarrestar el cambio electromagnético inducido.
¿Cómo se relaciona la ley de Faraday con la ley de Lenz?
-La ley de Faraday describe la fuerza electromotriz inducida, mientras que la ley de Lenz especifica el sentido en que fluye la corriente inducida, que es opuesto al cambio en el flujo magnético.
¿Por qué es importante la inducción electromagnética para el funcionamiento de los electrodomésticos y del sistema eléctrico en general?
-La inducción electromagnética es fundamental para comprender cómo los generadores eléctricos convierten movimiento en electricidad y cómo los motores producen movimiento con electricidad, elementos clave en la mayoría de los electrodomésticos y en el sistema eléctrico en su conjunto.
¿Cómo funciona un transformador según lo explicado en el video?
-Un transformador funciona elevando o reduciendo la tensión eléctrica a través de la interacción electromagnética entre dos bobinas, el primario y el secundario, donde el número de espiras en cada una determina la tensión inducida.
¿Cómo se describe la interacción entre los campos magnéticos y eléctricos en un motor eléctrico?
-En un motor eléctrico, la energía eléctrica llega al estator, produce un campo magnético que interactúa con el rotor, generando una caída de tensión en las espiras del rotor y causando una corriente que produce un nuevo campo magnético, lo que finalmente causa la rotación del rotor.
Outlines
🧲 Inducción Electromagnética y Ley de Faraday
El primer párrafo introduce el concepto de inducción electromagnética, explicando cómo los campos magnéticos pueden generar electricidad. Se menciona a Hans Christian Ørsted, quien descubrió la relación entre electricidad y magnetismo al observar que una corriente eléctrica afectaba la aguja de una brújula. Michael Faraday, con su experimento, demostró que un campo magnético variando en el tiempo puede inducir una fuerza electromotriz en un cable enrollado. La ley de Faraday se centra en la relación entre el flujo electromagnético cambiante y la fuerza electromotriz inducida.
🔋 Ley de Lenz y su influencia en la inducción electromagnética
Este párrafo profundiza en la ley de Lenz, que complementa la ley de Faraday al explicar el sentido de la corriente inducida. La ley de Lenz establece que la corriente inducida fluye en un sentido opuesto al cambio de flujo magnético que la produce, con el fin de oponerse al cambio. Además, se discuten las implicaciones de estas leyes en la generación de electricidad a través de generadores y transformadores, así como en la conversión de energía en motores.
🌐 Electromagnetismo en el funcionamiento de sistemas eléctricos
El tercer párrafo explora cómo los principios de la inducción electromagnética son fundamentales para el funcionamiento de los sistemas eléctricos modernos. Se describe el proceso de generación de electricidad en un generador, la transformación de voltaje y el transporte de energía a través de la red eléctrica. También se ilustra cómo los motores utilizan principios similares para convertir electricidad en movimiento mecánico, como en el caso de un ventilador.
Mindmap
Keywords
💡Inducción electromagnética
💡Ley de Faraday
💡Ley de Lenz
💡Campo magnético
💡Fuerza electromotriz
💡Bobina
💡Voltímetro
💡Transformador
💡Motor eléctrico
💡Generador eléctrico
Highlights
La inducción electromagnética es un fenómeno que se estudia a partir de la ley de Faraday y la ley de Lenz.
La electricidad puede generar un campo magnético, y los campos magnéticos pueden a su vez producir electricidad.
Hans Christian Ørsted fue el primero en descubrir la relación entre electricidad y magnetismo.
Michael Faraday demostró que campos magnéticos varían pueden generar corrientes eléctricas.
La fuerza electromotriz es igual a la diferencia de potencial o voltaje.
Faraday realizó un experimento con una bobina, un cable y un imán para observar la inducción electromagnética.
La tensión inducida aumenta cuando el imán se acerca a la bobina y disminuye cuando se aleja.
La Ley de Faraday establece que un flujo electromagnético variable con el tiempo produce una fuerza electromotriz.
La Ley de Lenz indica que la corriente inducida fluye en sentido opuesto al cambio de flujo magnético.
La naturaleza se opone a cualquier cambio producido por un estímulo externo, como lo indica la Tercera Ley de Newton.
La ley de Faraday se puede representar formalmente con la incorporación de un signo negativo para el sentido opuesto de la corriente inducida.
El total de la tensión inducida en una bobina se calcula multiplicando por el número de espiras.
Los generadores eléctricos utilizan el principio de inducción electromagnética para convertir movimiento en electricidad.
Los transformadores elevan la tensión de la electricidad para su transporte a larga distancia.
Los motores eléctricos producen movimiento a partir de la electricidad utilizando principios de inducción electromagnética.
La interacción electromagnética entre el estator y el rotor en los motores es clave para su funcionamiento.
La Ley de Inducción es fundamental para entender el funcionamiento de los sistemas eléctricos y las máquinas eléctricas.
Transcripts
o la protones hoy vamos a hablar acerca
de la inducción electromagnética hemos
visto en vídeos anteriores como la
electricidad genera campo magnético
ahora bien pueden los campos magnéticos
producir electricidad en este vídeo te
lo cuento a partir de la ley de faraday
y de la ley de lentz para descubrir esto
y mucho más sígueme la corriente
[Música]
sígueme la corriente sígueme
con electrón tiene la corriente
suscríbete a mi protón
hoy vamos a hablar acerca de los
fenómenos de inducción electromagnética
el electromagnetismo es una de las
fuerzas fundamentales del universo y lo
llamamos electromagnetismo por la
sencilla razón de que une los conceptos
de electricidad y magnetismo aunque
parezcan dos cosas diferentes se trata
de fenómenos entrelazados entre sí las
dos caras de una misma moneda teniendo
en cuenta que son dos representaciones
de la misma cosa no resulta tan raro
pensar que la electricidad pueda
transformarse en magnetismo y el
magnetismo pueda transformarse en
electricidad son fenómenos
interdependientes el uno del otro como
comentamos hace un par de vídeos fue
hans christian western el primero en
descubrir empíricamente esta relación
entre la electricidad y el magnetismo el
pudo observar como cuando circulaba
electricidad por un conductor ubicado en
las proximidades de una brújula la aguja
de esa brújula modificaba su posición
dejando de marcar el norte geográfico
para pasar a marcar otro punto la fuerza
que la hacía moverse era precisamente la
ejercida por un campo magnético y de
donde venía ese campo magnético pues de
la corriente eléctrica que circulaba por
el cable tras observar este fenómeno se
estudió en profundidad el campo
magnético y su relación con
corrientes que lo originan surgiendo de
ahí las formulaciones matemáticas de las
leyes de biutz a bart y de amper ahora
bien la pregunta que cabía hacer se ha
llegado a este punto era puede ser que
este fenómeno también tenga lugar al
revés es decir puede un campo magnético
también generar corriente eléctrica ante
esta cuestión llega michael faraday con
la respuesta resumiendo si en los campos
magnéticos pueden producir corrientes
eléctricas pero como esto no es twitter
vamos a desarrollarlo un poquito más
para poder encontrar una respuesta a su
pregunta de investigación michael
faraday y de un sencillo experimento
para su montaje formó una bobina con un
cable al que conectó un voltímetro el
otro elemento fundamental de su
experimento era por supuesto un imán al
final el objetivo es evaluar si la
influencia de un campo electromagnético
hace que haya una fuerza electromotriz
inducida en un cable enrollado
recordemos que la fuerza electromotriz
es lo mismo que la diferencia de
potencial el voltaje o la tensión al
final estamos hablando de la misma cosa
si el imán está en reposo da igual que
sea dentro o fuera de la bobina no
habría tensión en las bordas del
gobernador es decir no habría
interacción entre el campo magnético y
el cable
cuando ubicaba el imán fuera y
consideraba que se movía entrando en la
bobina pudo observar que el voltímetro
sí que marcaba la existencia de tensión
entre las bobinas del bobinado y esa
tensión iba aumentando a medida que el
imán se acercaba al centro de la bobina
esto es porque al principio sólo una
parte de las líneas de campo del imán
atraviesan las espiras mientras que la
otra parte aún no ha entrado y se disipa
en el aire fuera de las espiras a medida
que el imán se adentra más líneas de
campo entrarán en la bobina también
observó que cuando el imán pasaba del
centro de la bobina había un cambio
súbito en el signo de la tensión marcada
en bornes de la bobina y esto es debido
a que estamos en la parte simétricamente
opuesta a la posición anterior y ya en
la salida del imán por el otro lado de
la bobina se observaba la situación
opuesta a la que vimos en la entrada la
magnitud de tensión iría disminuyendo
hasta que el imán haya salido
completamente de la bobina representado
en una gráfica la evolución en la
magnitud de la tensión iría de la
siguiente manera así vemos que la ley de
inducción electromagnética de faraday o
ley de faraday para los amigos viene a
contarnos que un flujo electromagnético
que varía con el tiempo es lo que define
a la fuerza electromotriz que produce el
campo
y que luego se va a inducir en cada una
de las espinas del bobinado otra manera
de contarlo mismo sería ver que la
variación en el tiempo de un campo
magnético en una superficie de estudio
que es básicamente un flujo de campo
magnético es igual a un campo eléctrico
por diferencial de longitud representado
en un contorno de estudio concreto vamos
lo dicho que un campo magnético va a
generar una fuerza electromotriz y está
en un circuito cerrado va a producir una
corriente eléctrica es muy importante
tener en cuenta un matiz y es que las
ecuaciones anteriores están mal me
explico la ley de faraday tal cual te la
he contado nos habla acerca de la fuerza
electromotriz producida por el campo
magnético pero si queremos hablar acerca
de la fuerza electromotriz inducida y
del sentido de la corriente entonces
tenemos que pensar en la ley de lentz el
matiz que aporta la ley de lenz es el
que luego me permitirá mostrar que
realmente como son las ecuaciones
anteriores la ley de la cndh formulada
por henrik el en tan sólo dos años
después que la ley de faraday en 1833
describe como la relación en la que
fluye la corriente eléctrica será
siempre la opuesta al cambio de flujo
vamos que si yo tengo una corriente
eléctrica que me produce un campo
magnético y este campo magnético luego
induce otra corriente eléctrica esa
segunda corriente eléctrica va a tener
el sentido contrario a la corriente
eléctrica inicial para visualizar el
porqué de ese cambio de sentido podemos
entender en cierto modo que la
naturaleza al final siempre se va a
oponer a cualquier cambio producido por
un estímulo externo si pensamos en la
tercera ley de newton por ejemplo cuando
yo quiero mover algo ese objeto digamos
ejerce una fuerza en sentido contrario
al empuje que yo le estoy dando digamos
que de igual manera cuando yo quiero
proponer un cambio en términos
electromagnéticos digamos cuando yo
quiero cambiar un campo magnético o
añadir un campo magnético en el sitio la
naturaleza se va a oponer a ese cambio y
de ahí esa dirección contraria en el
sentido tratando de contrarrestar ese
estímulo que yo le estoy aportando este
matiz se representa formalmente con la
incorporación de un signo negativo en la
ley de faraday para representar ese
signo opuesto en la corriente inducida
tal cual lo estamos viendo recordemos
esta es la fuerza electromotriz o la
tensa
inducida en una única espira si queremos
calcular el total de la tensión que va a
medir el volt y metro
es decir la fuerza electromotriz en la
bobina entera bastará con multiplicar el
segundo término de la igualdad por el
número de espiras que estemos
considerando así que como hemos visto en
estas expresiones la ley de faraday y la
ley de lenz nos sirven para explicar los
fenómenos de inducción electromagnética
y nos cuentan cómo efectivamente un
campo magnético sí que puede producir
una corriente eléctrica de manera
opuesta digamos o de manera inversa a
los fenómenos que vimos en vídeos
anteriores por los que una corriente
eléctrica produce un campo magnético
todo esto es de importancia vital para
entender el funcionamiento de todos los
cacharros eléctricos y también para
entender el funcionamiento del sistema
eléctrico en su conjunto ten en cuenta
que un generador eléctrico es una
máquina que utiliza este principio
mediante un movimiento rotativo como el
que se produce por ejemplo en un
aerogenerador se mueve el rotor de un
generador eléctrico que está produciendo
campo magnético ese campo magnético
atravesará las bobinas del estado de ese
generador y ahí se genera la corriente
eléctrica recordemos que el estator es
la parte estática de la máquina
eléctrica que envuelve
y precisamente es la interacción
electromagnética entre ambas partes la
que convierte al movimiento en
electricidad luego esa corriente
eléctrica viajará por las líneas de
media tensión y llegar a grandes
transformadores para elevarle la tensión
y poder meterla en la red de transporte
y como se eleva la tensión pues el mismo
rollo la corriente pasará por un
bobinado a un lado del transformador ese
bobinado generará un campo magnético
bastante intenso y al otro lado del
transformador habrá otro bobinado cada
una de las espiras de este otro bobinado
va a recibir la caída de tensión a causa
del efecto del campo magnético creado
por el primer bobinado pero con una
diferencia el bobinado del secundario va
a tener un mayor número de espiras que
el del primario así que el campo
magnético que induce una unidad de
tensión por cada espira va a producir
mayor tensión en el secundario que en el
primario porque hay más espiras de esta
manera se eleva la tensión y la energía
pasa a la red de transporte de energía
eléctrica en alta tensión de ahí se
llevará a través de largas distancias
hasta las ciudades en las que se pone un
transformador al revés para bajar de
nuevo la tensión
ahora el bobinado del secundario tendrán
menos espiras que el bobinado del
primario con lo que habrá menos unidades
de tensión
por el campo magnético en el interior
del transformador y conseguiremos
disminuir la tensión y una vez llegamos
a los puntos de consumo tendremos
máquinas similares a los generadores
pero la inversa los generadores
producían electricidad con movimiento y
estas máquinas los motores producirán
movimientos con electricidad al
principio hablamos de como el viento en
un aerogenerador podía mover el rotor de
un generador eléctrico pensemos ahora
que el consumo en este ejemplo sea un
ventilador que no deja de ser un
aerogenerador al revés a ese ventilador
le llegará la energía eléctrica
procedente del sistema eléctrico que ha
pasado por todas las conversiones que
hemos mencionado esa energía eléctrica
llegará al estado del ventilador y ahí
se producirá un campo magnético que
interactuará con el rotor del ventilador
para hacerlo girar al final este giro se
produce de una forma más o menos
sencilla con los conceptos que ya sabes
la energía llega al estado se produce un
campo magnético en el / hierro que se
llama digamos que es ese espacio entre
el estator y el rotor ese campo
magnético va a originar una caída de
tensión en las espiras de la bobina del
rotor
y esa caída de tensión como es un
circuito cerrado va a ocasionar una
corriente eléctrica como ya sabemos que
lo vimos en vídeos anteriores esa
corriente eléctrica va a generar un
nuevo campo magnético y es la
interacción entre el campo magnético
inicial el del estado y el campo
magnético de ahora el del rotor esa
interacción es la que va a producir
fenómenos de repulsión que son los que
en última instancia harán girar ese
ventilador al final estamos hablando de
un fenómeno que ocurre en todas las
máquinas eléctricas y que da sentido al
funcionamiento de los sistemas
eléctricos en su conjunto es la ley de
inducción la que nos permite cerrar este
ciclo digamos conceptual que hemos
venido estudiando hemos visto que se
puede pasar de la electricidad al
magnetismo y ahora hemos visto que se
puede pasar del magnetismo a la
electricidad digamos que son los
fenómenos que mueven el mundo espero que
te haya gustado este vídeo y que te haya
ayudado a comprender un poquito mejor
los fenómenos de inducción
electromagnética y para qué sirven estas
conversiones entre electricidad y
magnetismo y a la inversa con estos
vídeos digamos quiero asentar las bases
conceptuales en todo esto
el electromagnetismo que muchas veces
parece que se nos alejan de lo intuitivo
en la próxima semana vamos a continuar
con un último vídeo de esta mini serie
de electromagnetismo que espero ya que
termine de atar las bases para luego
poder comprender otros conceptos
asociados al funcionamiento de las
máquinas eléctricas por ejemplo para más
energía y para más electricidad no te
olvides de suscribirte aquí abajo y
darle a la campanita para que youtube te
avise con los próximos vídeos para que
no te los pierdas también si te ha
gustado este vídeo dale un like porque
así también la plataforma lo recomendará
a más gente y lograremos que estos
conocimientos lleguen a más personas
como siempre volveremos a vernos muy
pronto por equipo sígueme la corriente
continua o alterna de todo paso detesta
está vivo está abierto con o sin cebolla
sígueme la corriente que me electrón con
el electrón sígueme la corriente
suscríbete ese libro
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