Supongamos que tenemos una bobina rectangular colocada en un campo magnético uniforme y que la bobina gira a una velocidad uniforme. Ahora, sabemos que debido al cambio en el flujo magnético ligado a la bobina fluye una corriente inducida. ¿Cuál es la fuerza responsable de esto? ¿Es la fuerza magnética o la fuerza eléctrica? Si es la fuerza magnética, ¿se produce un campo eléctrico y, por tanto, un gradiente de potencial (me refiero al gradiente de potencial que tenemos en el caso de un simple circuito de corriente continua)?
Respuestas
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Nestor
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Tenga en cuenta, en primer lugar, que no habrá corriente a menos que los extremos de la bobina se unan, quizás mediante una carga resistiva externa.
La fuerza que da lugar a la corriente es la es la magnético Fuerza de Lorentz ( $\vec F=q \vec v \times \vec B$ ) que actúa sobre los electrones libres en los dos lados de la bobina que cortan el flujo magnético.
Ahora, para responder a tu pregunta, "¿se produce algún campo eléctrico y, por tanto, un gradiente de potencial (me refiero al gradiente de potencial que tenemos en el caso de un simple circuito de corriente continua)?" Sí: en los dos lados de la bobina que no están cortando el flujo magnético, y en la carga externa, los electrones libres son forzados a través del cable por un $electric$ campo resultante de un desequilibrio de carga debido a la f.e.m. (magnética) descrita en el párrafo anterior.
[Nótese que el campo eléctrico que acabamos de discutir surge sólo indirectamente del corte del flujo magnético. Es no un campo eléctrico que surge de un campo magnético cambiante según la ecuación de Faraday-Maxwell, $\text{curl} \vec E =-\frac{\partial \vec B}{\partial t}$ por la sencilla razón de que $\frac{\partial \vec B}{\partial t}=0$ .]
Farcher
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La bobina giratoria con un flujo magnético cambiante ligado a ella tiene un campo eléctrico inducido en ella - ley de Faraday.
Si hay un circuito eléctrico completo, fluye una corriente inducida en la bobina debido al campo eléctrico inducido.
La dirección de la corriente inducida y el campo magnético resultante producido por la corriente inducida es tal que se opone al cambio del flujo magnético que lo produce - Lenz.
La corriente inducida que interactúa con el campo magnético aplicado produce una fuerza sobre la bobina - Lorentz.
Esta fuerza no existe si no hay corriente inducida aunque haya un campo eléctrico inducido, es decir, si hay una rotura en la bobina.
Esa fuerza intentará frenar la rotación de la bobina si no hay otras fuerzas que actúen sobre ella.
En términos de energía, la energía cinética de la bobina se convierte en calor - calentamiento óhmico debido a que la bobina tiene resistencia y una corriente que pasa a través de la bobina.
Si la bobina debe mantener una velocidad de rotación constante, entonces debe haber una fuerza/par externa que haga trabajo en la bobina.
