Electromagnetic Induction and Faraday's Law · Inducción Electromagnética y Ley de Faraday
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| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | inducción electromagnética |
| magnetic flux/mæɡˈnetɪk flʌks/ | flujo magnético |
Wave a magnet near a coil — and make electricity
- Push a magnet in and out of a coil of wire and a current flows, with no battery at all.
- Moving the magnet generates a voltage — the reverse of the motor effect.
- This is electromagnetic induction 电磁感应, and it powers every generator on Earth.
- Every power station, from coal to wind, is really just spinning magnets near coils.
Oscila un imán cerca de una bobina — y genera electricidad
- Introduce y retira un imán dentro de una bobina de alambre y fluirá una corriente, sin necesidad de ninguna batería.
- Mover el imán genera un voltaje — el proceso inverso al efecto motor.
- Esto es la inducción electromagnética 电磁感应, y alimenta a todos los generadores del mundo.
- Cada central eléctrica, ya sea de carbón o eólica, no es más que imanes girando cerca de bobinas.
A changing field induces a voltage
- What matters is a change in the magnetic field through the coil — its flux 磁通量.
- A changing flux induces a voltage (an EMF) in the coil.
- Move the magnet, spin the coil, or switch a current on or off — any change works.
- Hold everything still and the induced voltage vanishes; it is the change that counts.
Un campo variable induce un voltaje
- Lo importante es un cambio en el campo magnético a través de la bobina — su flujo 磁通量.
- Un flujo variable induce un voltaje (una FEM) en la bobina.
- Mueve el imán, gira la bobina, o enciende/apaga una corriente — cualquier cambio funciona.
- Mantén todo inmóvil y el voltaje inducido desaparece; es el cambio lo que importa.
Induce a current · Inducir una corriente
Move a magnet through a coil at different speeds and watch the induced current change. · Mueve un imán a través de una bobina a diferentes velocidades y observa cómo cambia la corriente inducida.
What is needed to induce a voltage in a coil? · ¿Qué se necesita para inducir un voltaje en una bobina?
Only a changing flux induces an EMF; a steady field does nothing. · Solo un flujo cambiante induce una FEM; un campo constante no hace nada.
Faraday's law
- Faraday's law: the induced EMF equals the rate of change of flux, $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
- $N$ is the number of turns, and $\Phi$ the magnetic flux through each.
- A faster change, or more turns, gives a bigger induced voltage.
- The minus sign is Lenz's law — the induced current opposes the change that made it.
Ley de Faraday
- Ley de Faraday: la FEM inducida es igual a la tasa de cambio del flujo, $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
- $N$ es el número de vueltas, y $\Phi$ el flujo magnético a través de cada una.
- Un cambio más rápido, o más vueltas, producen un voltaje inducido mayor.
- El signo menos representa la ley de Lenz — la corriente inducida se opone al cambio que la originó.
A $100$-turn coil has its flux change by $0.02\ \text{Wb}$ in · hacia adentro $0.5\ \text{s}$. What is the size of the induced EMF, in $\text{V}$? · Una bobina de $100$ vueltas tiene su flujo cambiado en $0.02\ \text{Wb}$ en $0.5\ \text{s}$. ¿Cuál es el tamaño de la FEM inducida, en $\text{V}$?
$|\varepsilon| = N\Delta\Phi/\Delta t = 100 \times 0.02/0.5 = 4\ \text{V}$.
Increasing the number of turns in the coil makes the induced EMF: · Aumentar el número de vueltas en la bobina hace que la FEM inducida:
$\varepsilon = -N\Delta\Phi/\Delta t$: more turns $N$ gives a bigger EMF. · $\varepsilon = -N\Delta\Phi/\Delta t$: más vueltas $N$ producen una FEM mayor.
The minus sign in Faraday's law is ____ law: the induced current opposes the change. · El signo negativo en la ley de Faraday corresponde a la ____: la corriente inducida se opone al cambio.
Lenz's law: the induced current opposes the change in flux that produced it. · Ley de Lenz: la corriente inducida se opone al cambio de flujo que la produjo.
Generators and transformers
- A generator spins a coil in a field, constantly changing the flux to make AC electricity.
- A transformer uses a changing current in one coil to induce a voltage in another.
- Both are just Faraday's law at work, converting motion (or changing current) into voltage.
- Induction is the two-way bridge between electricity and magnetism.
Generadores y transformadores
- Un generador gira una bobina en un campo magnético, variando constantemente el flujo para producir electricidad alterna.
- Un transformador utiliza una corriente variable en una bobina para inducir un voltaje en otra.
- Ambos son simplemente la ley de Faraday en acción, convirtiendo movimiento (o corriente variable) en voltaje.
- La inducción es el puente bidireccional entre la electricidad y el magnetismo.
A magnet held still inside a coil induces a steady current. · Un imán mantenido quieto dentro de una bobina induce una corriente constante.
No change in flux means no induced current — the magnet must be moving. · Sin cambio en el flujo no hay corriente inducida — el imán debe estar en movimiento.
Select all · todos ways to increase the induced EMF in a coil. · Selecciona todas las formas de aumentar la FEM inducida en una bobina.
A faster change, more turns, or a stronger magnet all raise the EMF. Holding still induces nothing. · Un cambio más rápido, más vueltas o un imán más fuerte aumentan la FEM. Mantenerse inmóvil no induce nada.
Induction needs a changing flux, not just a field. A magnet sitting still inside a coil induces no current — only moving it (changing the flux) does. And Lenz's law (the minus sign) means the induced current always opposes the change causing it.
La inducción necesita un flujo variable, no solo un campo. Un imán quieto dentro de una bobina no induce ninguna corriente; solo moverlo (variando el flujo) lo hace. Además, la ley de Lenz (el signo menos) significa que la corriente inducida siempre se opone al cambio que la produce.
A coil of $N = 100$ turns has the flux through it change by $\Delta\Phi = 0.02\ \text{Wb}$ in $\Delta t = 0.5\ \text{s}$. Find the size of the induced EMF.
- $|\varepsilon| = N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{0.02}{0.5} = 4\ \text{V}$.
Change the flux faster (smaller $\Delta t$) and the induced voltage grows.
Una bobina de $N = 100$ vueltas tiene su flujo variado en $\Delta\Phi = 0.02\ \text{Wb}$ durante $\Delta t = 0.5\ \text{s}$. Calcula la magnitud de la FEM inducida.
- $|\varepsilon| = N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{0.02}{0.5} = 4\ \text{V}$.
Si cambias el flujo más rápido (menor $\Delta t$), el voltaje inducido aumenta.
Electromagnetic induction: a changing magnetic flux induces an EMF. Faraday's law: $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ — faster change or more turns means more voltage. The minus sign is Lenz's law (the induced current opposes the change). Generators and transformers all run on this.
Inducción electromagnética: un flujo magnético variable induce una FEM. Ley de Faraday: $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ — un cambio más rápido o más vueltas significan más voltaje. El signo menos indica la ley de Lenz (la corriente inducida se opone al cambio). Los generadores y transformadores funcionan con este principio.