Aplicaciones de la Ley de Lenz
Producción de energía eléctrica
Los generadores de corriente alterna constituyen el medio industrial más común de producción de energía eléctrica. Estos dispositivos se basan en el aprovechamiento de los fenómenos de la inducción electromagnética según la Ley de Lenz.
Según la ley de Faraday , la fuerza electromotriz alterna inducida en la espira será
siendo B la densidad del campo magnético, A el área de la espira, w la velocidad angular de giro y a el ángulo formado por el campo magnético y el vector representativo del área (normal a la superficie).
El signo (-) de la formula indica que la fueza eletromotriz incluida surge para oponerse al cambio en el flujo magnético que se produce en la espira.
Alternadores
Los dispositivos generadores de corrientes eléctricas alternas se llaman alternadores. Un alternador consta básicamente de dos elementos: el rotor, que provoca el giro del conjunto, y el estator, que rodea al anterior y rota alrededor de su eje.
Motores de corriente alterna
Los generadores de corriente alterna o alternadores pueden utilizarse también como motores para generar energía mecánica a partir de la eléctrica. Para ello basta con conectar las escobillas de un alternador con otro generador de alterna, con el fin de inducir una reorientación y un giro indefinido de la espira del segundo alternador mientras exista aporte de corriente.
Fuerza electromotriz y
contra electromotriz
La acción de los generadores
de corriente vienen definidos por una magnitud llamada fuerza electromotriz
(f.e.m.) que se define como la energía eléctrica que comunica el generador a
cada unidad de carga que circula por él.
En un circuito de corriente continua, la potencia del generador puede
expresarse como el producto de la fuerza electromotriz por la intensidad de
corriente.
En los motores, las cargas
eléctricas que los atraviesan pierden energía eléctrica, que se convierte en
mecánica. Su característica principal es la fuerza contraelectromotriz (símbolo ¿), o energía
eléctrica cedida por el motor a la unidad de carga eléctrica.
Producción de energía eléctrica
Los generadores de corriente
alterna constituyen el medio industrial más común de producción de energía
eléctrica. Estos dispositivos se basan en el aprovechamiento de los fenómenos
de la inducción electromagnética según la Ley de Lenz.
Según la ley de Faraday , la
fuerza electromotriz alterna inducida en la espira será
siendo B la densidad del campo
magnético, A el área de la espira, w la velocidad angular de giro y a el ángulo
formado por el campo magnético y el vector representativo del área (normal a la
superficie).
El signo (-) de la formula
indica que la fueza eletromotriz
incluida surge para oponerse al cambio en el flujo magnético que se produce en
la espira.
Alternadores
Los dispositivos generadores de corrientes
eléctricas alternas se llaman alternadores. Un alternador consta básicamente de
dos elementos: el rotor, que provoca el giro del conjunto, y el estator, que
rodea al anterior y rota alrededor de su eje.
Motores de corriente alterna
Los generadores de corriente alterna o
alternadores pueden utilizarse también como motores para generar energía
mecánica a partir de la eléctrica. Para ello basta con conectar las escobillas
de un alternador con otro generador de alterna, con el fin de inducir una
reorientación y un giro indefinido de la espira del segundo alternador mientras
exista aporte de corriente.
El
sentido de la corriente que circula por la espira del experimento de
Faraday-Henry se define según la llamada ley de Lenz (por el físico estonio
Heinrich Lenz, 1804- 1865): la corriente inducida por un campo magnético
variable adopta el sentido por el cual tiende a oponerse a la causa que la
provoca.
Según
la ley de Lenz, al acercar el imán al circuito se genera una corriente que
induce un campo magnético que repele al imán (a). Cuando la barra imantada se
aleja (b), la corriente generada engendra un campo que tiende a atraer al imán
hacia el circuito.
Unificación de las leyes de Faraday y Lenz
Para
unir las leyes de Lenz y Faraday en un único principio se define el concepto de
espira orientada que es un aro conductor cuya cara principal o positiva se
orienta mediante un vector (N), unitario y perpendicular al área de aro.
El
aro o espira orientada es atravezado por un vector de campo magnético B, con igual dirección y sentido de N. Este
se mueve con velocidad (v) y dirección opuesta
a B. Entoces se inducirá una fuerza electromotriz f.e.m.
(http://www.hiru.com/fisica/ley-defaraday-henry), cuya finalidad es crear una
corriente i que induzca a su vez un
campo magnético contrario B´ para inducir una fuerza que frene el movimiento del aro. Este
fenómeno se usa para diseñar los generadores de electricidad.
Por
el contraario, si en lugar de mover la espira expuesta al campo B, se hace circular, mediante una fuente de tensión, una
intensidad de corriente (i). Entonces se producirá un fuerza F que moverá la espira. Este
fenómeno se usa para diseñar los motores
eléctricos.
