¿Por qué se produce realmente la inducción electromagnética?

Question

En mi libro, está escrito que "Se induce una emf en una espira cuando el número de líneas de campo magnético que la atraviesan es cambiante" (ley de Faraday)

Entiendo que siempre que haya un cambio en el flujo magnético, habrá una emf inducida en una espira y ésta a su vez inducirá una corriente.

Sin embargo, realmente quiero entender qué es lo que ocurre exactamente para causar esto. Sólo quiero comprobar si estoy en lo cierto:

1. Hay un movimiento relativo entre la espira y el imán (por ejemplo, la espira se mueve hacia el imán)

2. Así, los electrones en el bucle se "mueven" en relación con el campo

3. Una carga en movimiento experimenta una fuerza perpendicular a la dirección del campo

4. Al ejercer una fuerza sobre los electrones, éstos se mueven en una dirección determinada

5. La corriente es inducida

No sé mucho de cálculo y estoy estudiando física de bachillerato pero ¿podría alguien ayudarme a intuir la ley de Faraday o decirme si mi forma de pensar al respecto es correcta?

Answer 1

Tienes razón. Esencialmente todo se reduce a la Fuerza de Lorentz $\vec{F} = q(\vec{E} + \vec{v} \times \vec{B})$ . Si se pasa a un marco de referencia en el que la sección de la espira está momentáneamente estacionada, entonces se puede hacer una transformación de Lorentz para saber qué $\vec{E}$ está en ese marco. En ese marco, $\vec{v}=0$ por supuesto, por lo que el segundo término es cero, pero $\vec{E}$ será ahora distinto de cero y, de hecho, igual a $\vec{v}\times\vec{B}$ . En este marco, la fuerza sobre las cargas es de naturaleza puramente eléctrica, es decir, debida a un campo eléctrico, y por eso se puede definir un CEM de forma análoga al potencial eléctrico. Pero como los cables suelen ser bucles y cada segmento del bucle tiene su propio marco de referencia, no hay manera de hacer esto en todas partes (globalmente).

Answer 2

Lo importante es entender aquí (perdón por empezar con lo obvio), que la electricidad y el magnetismo son la misma fuerza. Es decir, los electrones de un cable sentirán una fuerza cuando estén sometidos a un flujo magnético, ya que los electrones son esencialmente pequeños dipolos magnéticos. Esta fuerza crea un campo eléctrico, y como los electrones están cargados, comenzará a fluir una corriente.