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Antes del descubrimiento de la inducción electromagnética , la única fuente de energía era la pila de Volta o la de Daniell, que producían energía cara y en pequeñas cantidades.
Gracias a la inducción electromagnética, una gran cantidad de trabajo mecánico puede transformarse en energía eléctrica de forma rápida y económica, induciendo una corriente en un circuito. Algunos fenómenos basados en la inducción electromagnética son el funcionamiento de generadores y motores eléctricos.
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático.
Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday el 29 de agosto de 1831, quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
Principio de Faraday: Ver video
Como se manifiesta: Cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de una bobina solenoide (A), formada por espiras de alambre de cobre, se genera de inmediato una fuerza electromotriz (FEM), es decir, aparece una corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producida por la "inducción magnética" del imán en movimiento. Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una segunda bobina (B) a modo de carga eléctrica, la corriente al circular por esta otra bobina crea a su alrededor un "campo electromagnético", capaz de inducir, a su vez, corriente eléctrica en una tercera bobina.
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La inducción electromagnética es el principio fundamental sobre el cual operan transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas. Los principios de la inducción electromagnética son aplicados en muchos dispositivos y sistemas, por ejemplo: Horno de inducción, Motor eléctrico, Generador eléctrico,Transformador, batería eléctrica, Inductor, Tableta digitalizadora y Diferencia de potencial.
Ejemplos de la inducción electromagnética - experimientos
Lámpara casera por inducción - Ver video
Ley de Inducción de Faraday, Teoría y dos problemas.
Aplicaciones de la inducción electromagnética
Un generador eléctrico es un dispositivo de una instalación eléctrica que transforma una determinada forma de energía en energía eléctrica. Si el generador produce corriente eléctrica continua suele recibir el nombre de dinamo y, si produce corriente alterna, se le llama alternador.
Corriente Alterna y continua
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En las centrales eléctricas se produce energía eléctrica a gran escala utilizando una fuerza electromotriz para mover una turbina unida a un generador eléctrico (alternador). La fuerza que mueve las turbinas puede provenir del agua, el vapor, el viento, etc. Según la fuente de energía primaria que se transforma en energía eléctrica, existen distintos tipos de centrales:
Hidroeléctricas: Las turbinas son movidas por el agua que cae por un desnivel. La energía primaria es energía mecánica (energía potencial del agua).
Térmicas: Las turbinas son movidas por vapor. El calor necesario para obtener vapor procede de la combustión de materiales fósiles, como carbón, petróleo o gas natural.
Nucleares: Las turbinas son movidas por vapor, que se obtiene de la fisión nuclear en un reactor, (energía nuclear).
También existen centrales que utilizan otras fuentes de energía: eólica (viento), maremotriz (las olas del mar), geotérmica (el interior de la Tierra)…
CC by basajauntxo
El alternador y la dinamo
El alternador
Consiste en una espira plana que gira a velocidad angular constante en el seno de un campo magnético uniforme creado por imanes permanentes. Los extremos de la espira están conectados a dos anillos que giran solidariamente con esta. Un circuito externo se acopla a los anillos mediante dos escobillas.
A medida que gira la espira va variando el número de líneas de campo magnético que la atraviesan, debido a que varía la superficie de la espira expuesta a los polos del imán. Aparece una corriente eléctrica (una fuerza electromotriz) en la espira que hace circular la corriente eléctrica en el circuito exterior.
La fuerza electromotriz inducida (fem) varía en el tiempo de forma sinusoidal, es decir, es periódica y cambia alternativamente de polaridad.
En los alternadores de uso común se usa una bobina de N espiras para aumentar en un factor N el flujo magnético y la fuerza electromotriz inducida.
El ALTERNADOR, El por qué la Corriente Alterna se adueñó del Planeta.- VIDEO
CC by Coquiplaza
La dinamo
Consiste en una espira plana que se hace girar entre los polos de un imán, de modo que la variación de flujo magnético que atraviesa la espira genera una corriente inducida.
Los extremos de la espira están conectados a dos semianillos apoyados sobre las dos escobillas. A cada media vuelta de la espira los semianillos cambian de escobilla y así, la corriente del circuito externo circula siempre en el mismo sentido.
Se llama receptor eléctrico a cualquier dispositivo que transforma energía eléctrica en cualquier otra forma de energía. Si transforma energía eléctrica en trabajo mecánico, recibe el nombre de motor eléctrico.
El motor eléctrico consiste en una espira plana por la que circula una corriente eléctrica situada entre los polos de un imán. El campo magnético del imán ejerce sobre la espira un par de fuerzas que la hacen girar. Así se consigue realizar trabajo mecánico.
