Inducción electromagnética
Experimento
de Arago:
La convicción de que los fenómenos de inducción,
bien conocidos en la electricidad estática habían de tener
correspondencia en la electrodinámica, fomentó la investigación
en este sentido.
Mientras
Faraday se esforzaba, esperando solucionar el problema, en 1824 Gambey
se da cuenta de que una aguja imantada, disminuye sensiblemente sus oscilaciones
en la proximidad de una masa de cobre.
En ese mismo año François Arago (1786-1853), partiendo de
esta observación reproduce el experimento en sentido contrario.
Coloca una aguja imantada sobre un disco de cobre y cuando lo hace girar,
confirma sus intuiciones, el disco de cobre arrastra en el giro a la aguja
imantada.
Arago no lo interpretó adecuadamente, y lo atribuyó a un
magnetismo inducido que denominó, "magnetismo de rotación".
Reproducción
del experimento: con una estructura
de metacrilato que sirve de soporte a los engranajes, piñón,
corona dentada y manivela con sus correspondientes ejes, dando una desviación
de 90º en el resultado final del giro de un disco de cobre, que influye
sobre una aguja imantada, muy próxima, sin tocarla, de manera que
esta se mueva libremente en su eje. (ver
la figura correspondiente).
Desde
1824 Michael Faraday (1791-1867) dedica sus esfuerzos a descubrir las
corrientes inducidas, pero no obtiene resultados positivos hasta Agosto
de 1831, por la inducción de la corriente, que una bobina de
hilo de cobre produce sobre otra del mismo material, montadas en un
núcleo circular y de hierro dulce.
En
poco tiempo, hasta octubre de ese mismo año Faraday descubre
la inducción de corrientes entre bobinas sin núcleo y
la inducción de corrientes por un imán en las bobinas
(las bobinas utilizadas eran de hilo de cobre forrado de seda).
Se
comprobó a partir de estos experimentos, que para inducir corrientes
de electricidad dinámica en un circuito, es imprescindible que
el circuito que ha de ser inducido corte las líneas de fuerza del
campo magnético inductor.
Esta interacción en las líneas de fuerza se consigue de
varias maneras, por movimiento del inductor o del inducido y también por
variaciones, del flujo de corriente que sustenta el campo magnético.
Aquí
vemos un sencillo aparato que nos demuestra la inducción por el
movimiento de un imán en el interior de una bobina.
Magneto de Faraday:
Faraday
trabaja en la explicación del experimento de Arago, y para ello
construye una máquina que funciona inversamente a la Rueda de
Barlow (veremos más adelante), si en la de Barlow, una rueda
de cobre se mueve respondiendo a una corriente eléctrica, que
interacciona con un imán, en la de Faraday, la rueda al moverse
corta las líneas de fuerza del imán y genera una corriente
eléctrica, que se puede medir mediante un miliamperímetro
conectado al centro y a la periferia de la rueda.
Resumiendo, en el experimento de Barlow la electricidad produce una energía que mueve la rueda, siendo considerado el primer motor eléctrico, en el de Faraday la energía que aplicamos a la rueda produce electricidad, pudiendo considerarse como el primer generador eléctrico. Claramente vemos que estas máquinas son reversibles.
Si nos fijamos bien, este experimento de la magneto de Faraday es igual el de Arago con la diferencia de que aquí el imán está fijo y en el de Arago el imán es la brújula y es libre de moverse. En la magneto el disco de cobre corta las líneas de fuerza del imán permanente y esto induce en el disco, una corriente, que sin duda esta acompañada de su propio campo magnético. En el experimento de Arago, pasa exactamente igual, el disco de cobre también corta las líneas de fuerza del imán, que en este caso es la aguja imantada, induciendo en el disco una corriente con su campo magnético, y es precisamente el campo magnético inducido el que arrastra a la brújula; esto es lo que Faraday dedujo acertadamente.
La elaboración de la magneto de Faraday se puede ver en la imagen correspondiente.
