Faraday aplicaciones

APLICACIONES DE LA LEY DE FARADAY
Dispositivos cuyo funcionamiento está
electromagnética descubierto por Faraday:
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
IX.
X.
XI.
XII.
relacionado
con
el
fenómeno
de
inducción
Micrófono a inducción
Grabación y reproducción en medios magnéticos (audio, video, datos)
Transformador
Bobina de ignición (encendido de automóvil)
Horno y cocina a inducción (Corrientes de Foucault)
Teléfono magnético (transmisión y recepción de voz)
Generador de f.e.m alterna y/o continua (Dínamo)
Detector de metales
Dínamo de disco de Faraday
Guitarra eléctrica
Medidor de flujo (caudal) por inducción
Disyuntor diferencial.
XII. DISYUNTOR DIFERENCIAL
Este dispositivo permite interrumpir la
corriente eléctrica en una instalación
cuando se producen cierto tipo de
desperfectos. Es particularmente útil para
desconectar el servicio eléctrico cuando
una persona toca accidentalmente un
punto de la instalación produciendo una
corriente de fuga sobre su cuerpo que
puede ser peligrosa.
En condiciones normales la intensidad I1
de la corriente que “entra” en una
instalación eléctrica, representada en la
figura con RL, será exactamente igual a la
intensidad I2 de la corriente que “sale” de
la instalación.
Aplicamos la ley de Ohm y obtenemos:
I1  I 2 
220 Volt
RL
Si una persona toca un punto de la instalación cuyo potencial sea de 220 Volt circulará por su cuerpo
una corriente (de “fuga”) de intensidad IF que dependerá de la resistencia R del camino por el que
circulará la corriente. Dentro de su cuerpo, suela del calzado, material del piso, suelo, etc...
En estas condiciones ya no se cumple la igualdad anterior ya que ahora:
I1  I 2  I F
El disyuntor diferencial detecta esta diferencia entre I1 e I2 y provoca la apertura de una llave que
interrumpe el suministro de corriente.
El dispositivo consiste en un núcleo de material ferromagnético en el cual hay tres arrollamientos o
bobinas. En la figura se ha representado este núcleo en forma de anillo. (Podría ser un toroide). Un
bobinado está en serie con el cable de “entrada” de la instalación y tiene N1 espiras. Es decir la
corriente antes de llegar a RL debe circular por esta bobina y provocará en el núcleo metálico un campo
magnético B1 proporcional a I1 como lo predice la ley de Ampere. La corriente que “vuelve” de RL
antes de “salir” de la instalación debe circular por la bobina indicada como N2 cuyas espiras están
arrolladas sobre el núcleo con sentido de rotación inverso al de la primera bobina. La corriente I2
provocará un campo magnético B2 en el núcleo. En condiciones normales I1 es igual a I2 y por lo tanto
el flujo magnético neto en el interior del núcleo es nulo, ya que N1 = N2. Entonces :
neto   B1  B2  S  0
En esta expresión S es la sección transversal del toroide y se considera que el campo magnético tiene el
mismo valor para cualquier radio dentro del mismo.
Si alguna causa provoca que I1 sea distinta de I2, el flujo magnético pasará en un breve lapso de tiempo
del valor cero a un valor distinto de cero. Según la ley de Faraday, esta variación del flujo provocará
una f.e.m inducida en el bobinad N3:
 
d
dt
Esta diferencia de potencial activa el sistema de apertura de la llave de corte. Como este sistema es
sensible a la diferencia de corriente se lo denomina “diferencial”.
Bibliografía consultada:
QUEL, Eduardo. Física III. Notas sobre electricidad y magnetismo. ITBA. Buenos Aires. 1996
X. GUITARRA ELÉCTRICA
Es probable que mucha gente piense que una guitarra eléctrica es un instrumento que “percibe” el
sonido de las cuerdas por medio de “micrófonos” y luego este sonido es amplificado. Si esto fuera así,
uno podría hablar con la boca pegada a uno de los “micrófonos” y por los parlantes escucharía su voz.
Yo hice esta prueba hace muchísimos años y no se escucha nada. Entonces surge la pregunta: ¿por qué
los “micrófonos” “sienten” el sonido de las cuerdas pero no el de mi voz?
Otro experimento muy fácil de realizar es el siguiente: Cambiar una de las cuerdas metálicas de la
guitarra eléctrica por una cuerda de nylon de una guitarra tradicional. En este caso tampoco se ecucha
nada por los parlantes. Los micrófonos parecen no enterarse de que la curad está sonando. Lo que
sucede es que las “pastillas” o pickups de una guitarra eléctrica no son micrófonos. Es decir no son
dispositivos que capten el sonido para luego amplificarlo.
Estos pickups o “pastillas” están formadas por un conjunto de imanes permanentes alrededor de los
cuales hay arrollada una bobina. La cuerda de una guitarra eléctrica no sólo debe ser metálica sino que
ese metal debe ser ferromagnético. Es decir magnetizable por inducción magnética. Entonces la
porción más próxima de la cuerda al imán permanente se magnetiza transversalmente formado un
pequeño dipolo magnético. Cuando la cuerda vibra este dipolo magnético provoca en la bobina un flujo
magnético variable y por lo tanto, de acuerdo con la ley de Faraday, en la bobina aparece una f.e.m
inducida.
Esta f.e.m inducida en la bobina es la causa de una corriente que va a un amplificador. El amplificador
a su vez envía una corriente a los parlantes y la vibración de éstos se transforma en sonido.
En la figura, el detalle de un elemento de pickup y un tramo de cuerda está visto como si la guitarra
estuviera “acostada” horizontalmente.
Como vemos los fenómenos básicos que permiten explicar cómo funciona la guitarra eléctrica son dos:
1) Inducción magnética: el campo magnético del imán permanente induce (por proximidad)un
campo magnético en una porción de la cuerda.
2) Inducción electromagnética: El campo magnético del tramo de cuerda magnetizado en
movimiento induce una f.e.m en la bobina.
Esta figura es básicamente la misma que la anterior pero la guitarra está en posición vertical:
UNA PREGUNTA: Muchas veces he visto, en películas y en dibujos animados, que para detonar dinamita
se usa una caja en la que se introduce rápidamente una pieza metálica en forma de T. De la caja salen
dos cables que van conectados al explosivo. Supongo que la dinamita explota cuando recibe un “pulso”
de corriente enviado desde la caja. Bueno, ¿qué hay dentro de la caja? ¿Cómo es el mecanismo?
¿Tendrá algo que ver con la inducción electromagnética?