Mi libro de texto ( NCERT Física Clase 12 ) tiene la siguiente figura (p. 212).
El Brazo PQ se desplaza hacia el lado izquierdo disminuyendo así el área del bucle rectangular. El resultado es una disminución del flujo magnético en dirección descendente (dentro de la página). Por lo tanto, de acuerdo con la ley de Lenz, la corriente inducida debería ser en el sentido de las agujas del reloj, pero el libro dice lo contrario.
¿Me he perdido algo o el libro está equivocado?
El libro está equivocado. El flujo a través del bucle hacia la página disminuye a medida que el cable se desliza hacia la izquierda. En el bucle se induce una corriente en el sentido de las agujas del reloj, lo que aumenta la intensidad del campo magnético en la página y, por tanto, compensa el cambio de flujo.
Se llega a la misma respuesta considerando la fuerza de Lorentz: los portadores de carga en el hilo en movimiento están sometidos a una fuerza debida al hecho de que se mueven a través de un campo magnético. En $\vec{F}=q\vec{v} \times \vec{B}$ los portadores de carga positiva experimentan una fuerza que los empuja hacia la parte inferior de la página, y los portadores de carga negativa experimentan una fuerza que los empuja hacia la parte superior de la página. Por lo tanto, la dirección del flujo de corriente es en el sentido de las agujas del reloj.
La convención general para las líneas de campo magnético que van a un plano/página es $\times\,\times\,\times$ (véase, por ejemplo, la obra de Sears y Zemansky University Physics with Modern Physics" 14th edition by Hugh D. Young and Roger A. Freedman (2015), or "University Physics" - Revised Edition, by Harris Benson (1996) or Fundamentos de Física" 6ª edición de Halliday, Walker y Resnick (2001).
Como la varilla PQ se desplaza hacia la izquierda, el flujo magnético hacia la página encerrada por el rectángulo con ángulos PQRS disminuye. Debido a la conservación de la energía, la ley de Lenz actúa para contrarrestar la disminución del flujo magnético. El EMF inducido producido para contrarrestar la disminución del flujo magnético $\Phi_B$ es
$$ {\cal E} = -\frac{d\Phi_{B}}{dt}\,. $$
Asociado al CEM inducido ${\cal E}$ es una corriente inducida $I_{\rm ind}$ . El actual $I_{\rm ind}$ se dirige en el sentido de las agujas del reloj alrededor del rectángulo PQRS según se mire, es decir, la corriente inducida fluye en la dirección de P a Q y de Q a R y de R a S y de S a Q, contrariamente a lo que sugiere el diagrama proporcionado del libro al que hace referencia el OP.
El campo magnético asociado a esta corriente es ${\bf B}_{\rm ind}$ . Se dirige hacia la página y esto contrarresta la disminución del flujo magnético causada por el desplazamiento de la varilla hacia la izquierda.
Si la varilla de la figura anterior se moviera hacia la derecha con velocidad ${\bf v}$ la dirección de la corriente en el diagrama anterior sería correcta. Así lo confirman las figuras 29.11, 29.12 y 29.13 (b) de la obra de Sears y Zemansky ``University Physics with Modern Physics" 14ª edición de Hugh D. Young y Roger A. Freedman (2015) que tengo delante de mí. Me gustaría compartir las figuras pero creo que esto podría infringir las normas de copyright. En cualquier caso creo que si uno busca un poco por internet o revisa otros libros de texto de física se dará cuenta de que lo que he escrito arriba es correcto.
Edición: He decidido añadir la figura 29.11 del texto de Young y Freedman.
Edición 2: La Figura 29.11 muestra para una barra que se mueve hacia la derecha que el flujo magnético en la página aumenta. Un FEM en sentido contrario a las agujas del reloj ${\cal E}_{c-c}$ es necesaria para producir una corriente inducida en sentido contrario a las agujas del reloj que producirá un campo magnético inducido que viene a través del bucle y fuera de la página y contrarresta el aumento del flujo magnético en la página causado por la barra que se mueve hacia la derecha.
No, el libro de texto es correcto. ¿Estás usando la regla de la mano derecha de Flemming?
Porque según la regla de la mano derecha si B (el campo magnético) está en la página y el movimiento del alambre es hacia la izquierda entonces la corriente apuntará hacia abajo. Relaciona eso con la parte del circuito paralela al "brazo PQ" en movimiento y el circuito estará en sentido contrario a las agujas del reloj. :)
He aquí una imagen del aspecto de la norma: http://www.daido-electronics.co.jp/english/qa/magnet_lexicon/ha/images/ha13.gif
y espero que esto ayude. Mucha suerte, Una alumna del segundo año del Diploma del Bachillerato Internacional
Usando la FUERZA DE LORENTZ se acumula carga negativa en el punto P mientras que el punto Q se carga positivamente. Por lo tanto la corriente mostrada en la figura es la correcta.
Recuerda que si tienes una pila la corriente convencional (movimiento de cargas positivas) en la batería fluye del borne negativo al positivo.
La varilla en movimiento es un asiento de emf, por lo que la corriente fluye desde su extremo negativo $P$ a su extremo positivo $Q$ y luego en el circuito externo fluye desde el "terminal" positivo $Q$ al "terminal" negativo $P$ .
Así pues, el sentido de la corriente (convencional) debería ser el de las agujas del reloj y no el contrario, como en su diagrama.
Sólo para confirmar la dirección de la corriente inducida; si la corriente inducida fluye hacia abajo desde $P$ a $Q$ y la dirección del campo magnético es hacia el interior de la pantalla, entonces la fuerza sobre la varilla $PQ$ es a la derecha .
Así que para mantener la varilla en movimiento a velocidad constante una fuerza externa con dirección a la izquierda debe aplicarse a la varilla.
El trabajo realizado por la fuerza externa es la fuente de la energía eléctrica producida por la interacción de la varilla en movimiento con el campo magnético. Se trata de la ley de Lenz en acción, ya que la dirección de la corriente inducida es tal que se opone al movimiento (de la varilla hacia la izquierda) que la produce.
Si la corriente inducida hubiera sido en sentido contrario, es decir, hacia arriba (de $Q$ a $P$ ) a lo largo de la varilla la interacción entre la corriente y el campo magnético habría producido una fuerza al izquierda .
En este caso no se requiere ninguna fuerza externa para mantener la varilla en movimiento y, como se genera energía eléctrica, esto contravendría la ley de conservación de la energía.
La fuerza de Lorentz es la siguiente $$\mathbf F=q (\mathbf v×\mathbf B)$$
Si las cargas negativas ( $q=$ -ve) entonces la fuerza de Lorentz tendrá que ser en sentido contrario (hacia P y no hacia Q) $\Rightarrow$ la corriente va de P a Q, por lo que el diagrama del libro de texto muestra un sentido incorrecto del flujo de corriente.
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