Variantes de la Ley de Faraday

El concepto de la ley de Faraday es que cualquier cambio del entorno magnético en que se encuentra una bobina de cable, originará un "voltaje" (una fem inducida en la bobina). No importa como se produzca el cambio, el voltaje será generado en la bobina. El cambio se puede producir por un cambio en la intensidad del campo magnético, el movimiento de un imán entrando y saliendo del interior de la bobina, moviendo la bobina hacia dentro o hacia fuera de un campo magnético, girando la bobina dentro de un campo magnético, etc.

Arriba a la izquierda de la ilustración, tenemos dos bobinas que están bajo la influencia de una campo magnético variable. El flujo magnético F se define por F=BA donde B es el campo magnético o el promedio del campo magnético y A es el área perpendicular al campo magnético. Note que para una determinada tasa de cambio del flujo a través de la bobina, el voltaje generado es proporcional al número de vueltas (espiras) N que atraviesa el flujo. Este ejemplo es el fundamento del principio de operación de los transformadores, donde el flujo magnético generado por la bobina primaria que atraviesa el nucleo de hierro, es aprovechado por la bobina secundaria enrollada sobre este mismo núcleo, para generar un voltaje proporcional al número de vueltas de la bobina secundaria.

Siguiendo el sentido horario, en el segundo ejemplo, se muestra el voltaje generado cuando una bobina se mueve en el interior de una campo magnético. A esto se le llama a veces "fem inducida", y es proporcional a la velocidad con la que se mueve la bobina en el interior del campo magnético. Esa velocidad se puede expresar en función de la tasa de cambio del área, que está dentro del campo magnético.

El siguiente ejemplo es la geometría del generador de AC estándar, donde una bobina de cable gira dentro de una campo magnético. La rotación cambia el érea perpendicular de la bobina en relación al campo magnético y genera un voltaje proporcional a la tasa instantánea de cambio del flujo magnético. Para una velocidad de rotación constante, el voltaje generado es sinusoidal.

El ejemplo final, muestra que el voltaje se puede generar, moviendo un imán en dirección hacia dentro o hacia fuera de una bobina de cable. Con el área constante, el campo magnético cambiante generará un voltaje. La dirección o "sentido" del voltaje generado es tal que la corriente resultante, produce un campo magnético, opuesto al cambio del campo magnético que lo creó. Este es el significado del signo menos en la ley de Faraday y se llama ley de Lenz.