Generación De Corriente Eléctrica Por Inducción Electromagnética

CENTRO UNIVERSITARIO INTERAMERICANO

FÍSICA II

GENERACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA POR INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

La generación de corriente eléctrica siempre requiere el consumo de alguna forma de energía. Hasta la época de Michael Faraday (siglo XIX), sólo la energía química era convertida en energía eléctrica, de manera aprovechable, por medio de las pilas o baterías. Este proceso, sin embargo, no es adecuado para producir cantidades grandes de energía eléctrica, como las que se necesitan para iluminar las ciudades o alimentar las industrias.

En 1831, Michael Faraday descubrió el fenómeno de la Inducción Electromagnética, el cual provocó una verdadera revolución en el estudio del electromagnetismo. Gracias a este descubrimiento fue posible construir los generadores eléctricos, máquinas cuyo funcionamiento se basa en la Inducción Electromagnética, y que transforman una energía mecánica (una caída de agua o la presión generada por una fuente de vapor) en energía eléctrica.

Figura 1 - Esquema de un sistema de generación de energía eléctrica.

El gran científico Michael Faraday, realizando un gran número de experimentos en el siglo XIX, halló que existen varios casos en los que se observa la aparición de una Fuerza Electromotriz inducida en un circuito.

Figura 2 – Corriente inducida en un rollo de alambre por el movimiento de un imán.

En la figura 2 mostramos una situación en la que esto sucede. Al acercar el polo de un imán a una espira de alambre que se encuentra en reposo, se observa que surge una corriente en dicha espira (detectada por el amperímetro). Si se interrumpe el movimiento del imán, dicha corriente desaparece de inmediato, y si alejamos dicho imán, la corriente vuelve a aparecer, pero con sentido contrario al del movimiento anterior. Si una corriente se produce en la espira, ello se debe a la existencia de una Fuerza Electromotriz (causante de dicha corriente).

Entonces, el hecho de que el imán sea acercado o alejado de la espira, hace que en ella surja una Fuerza Electromotriz. Por analogía con la figura 2, Faraday denominó también Fuerza Electromotriz Inducida a esta Fuerza Electromotriz generada en la espira. Observamos también que este experimento de Faraday constituyó un hecho enteramente nuevo, que no podía ser explicado con base en las leyes establecidas anteriormente. Analizando numerosos experimentos similares a éste, Faraday logró descubrir la existencia de un hecho común a todos los casos en que aparece una Fuerza Electromotriz Inducida, y el resultado de sus observaciones quedó expresado en una de las leyes básicas del electromagnetismo: la Ley de Faraday. Dicha ley establece que La corriente eléctrica inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con la que cambia el flujo magnético que lo atraviesa.

Con estos conceptos podemos ver que una Fuerza Electromotriz es inducida en un circuito siempre que varía el flujo magnético que lo atraviesa. Ahora veremos cómo se utiliza este principio básico en la construcción de los generadores eléctricos, los cuales son máquinas capaces de producir grandes cantidades de energía eléctrica por inducción electromagnética rotacional (figura 3). En este caso, en lugar de mover un imán

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