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En 1831, Michael Faraday descubrió que un imán en movimiento cerca de una bobina produce una corriente eléctrica. Es la inducción electromagnética, y casi toda la electricidad que usamos se genera así: en las centrales, una turbina hace girar bobinas dentro de campos magnéticos. La inducción explica también los transformadores, las cocinas de inducción, los cargadores inalámbricos y los frenos magnéticos.

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Lo que vas a aprender

  • Qué es el flujo magnético.
  • La ley de Faraday y la ley de Lenz.
  • La fuerza electromotriz inducida por un conductor en movimiento.
  • Cómo funciona un generador de corriente alterna.
  • Qué son la autoinducción y la inductancia.
  • Cómo funciona un transformador.

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Fundamentos teóricos

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Flujo magnético

ΦB=∫SB⋅dSΦB=B Scos⁡θ (campo uniforme, espira plana)\Phi_B = \int_S \mathbf{B}\cdot d\mathbf{S} \qquad \Phi_B = B\,S\cos\theta \text{ (campo uniforme, espira plana)} Se mide en webers (Wb = T·m²). θ\theta es el ángulo entre el campo y la normal a la espira.

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Ley de Faraday

Una variación del flujo magnético a través de un circuito induce en él una fuerza electromotriz: ε=−N dΦBdt\varepsilon = -N\,\frac{d\Phi_B}{dt} con NN el número de espiras. El flujo puede cambiar porque cambia BB (un imán que se acerca), porque cambia el área (una espira que se deforma) o porque cambia el ángulo (una espira que gira).

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Ley de Lenz

El signo menos: la corriente inducida circula en el sentido que se opone a la variación de flujo que la produce. Si el flujo aumenta, la corriente crea un campo opuesto; si disminuye, uno a favor. Es una consecuencia de la conservación de la energía: si la corriente favoreciera el cambio, se crearía energía de la nada.

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Conductor en movimiento

Una varilla de longitud LL que se mueve a velocidad vv perpendicular a un campo BB: ε=B L v\varepsilon = B\,L\,v La fuerza de Lorentz sobre los electrones de la varilla los empuja hacia un extremo. Si el circuito se cierra, aparece una corriente y una fuerza que frena la varilla.

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Generador de corriente alterna

Una bobina de NN espiras y área SS que gira con velocidad angular ω\omega en un campo BB: Φ=B Scos⁡ωtε(t)=N B S ωsen⁡ωt\Phi = B\,S\cos\omega t \qquad \varepsilon(t) = N\,B\,S\,\omega\operatorname{sen}\omega t Produce una tensión senoidal de amplitud ε0=NBSω\varepsilon_0 = NBS\omega: es el origen de la corriente alterna. Un motor eléctrico es el mismo dispositivo funcionando al revés.

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Autoinducción

Una bobina con corriente crea su propio flujo. Si la corriente cambia, ese flujo cambia y se induce una fem en la propia bobina: ε=−L dIdt\varepsilon = -L\,\frac{dI}{dt} LL es la inductancia, en henrios (H). Para un solenoide largo de NN espiras, longitud ll y sección SS: L=μ0 N2SlL = \mu_0\,\frac{N^2 S}{l} La bobina se opone a los cambios de corriente, como se ve en los circuitos RL. Almacena energía en su campo magnético: E=12 L I2E = \tfrac12\,L\,I^2

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Inducción mutua y transformador

Dos bobinas cercanas: la corriente variable de una induce una fem en la otra. En un transformador, las dos bobinas comparten un núcleo de hierro y el mismo flujo: V2V1=N2N1I2I1=N1N2\frac{V_2}{V_1} = \frac{N_2}{N_1} \qquad \frac{I_2}{I_1} = \frac{N_1}{N_2} En uno ideal se conserva la potencia: V1I1=V2I2V_1 I_1 = V_2 I_2. Solo funciona con corriente alterna, porque necesita un flujo variable. Subir la tensión para el transporte reduce la corriente y las pérdidas I2RI^2R en los cables.

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Corrientes de Foucault

En una pieza metálica maciza que se mueve en un campo (o en la que el campo cambia), se inducen corrientes en remolino. Calientan el metal (cocinas de inducción, hornos) y frenan el movimiento (frenos magnéticos de trenes y atracciones). En los transformadores son pérdidas, y se reducen con núcleos de chapas finas aisladas.

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Ejemplos resueltos

Ejemplo 1 · Campo que cambia

Una bobina de 200 espiras y 10 cm² está en un campo perpendicular que pasa de 0,1 T a 0,5 T en 0,2 s.ΔΦ=(0,5−0,1)⋅10−3=4⋅10−4\Delta\Phi = (0{,}5 - 0{,}1)\cdot10^{-3} = 4\cdot10^{-4} Wb por espira. ε=200⋅4⋅10−40,2=0,4\varepsilon = 200\cdot\frac{4\cdot10^{-4}}{0{,}2} = 0{,}4 V.
Una varilla de 0,5 m se mueve a 4 m/s sobre unos raíles en un campo de 0,3 T, con una resistencia total de 2 Ω.ε=0,3⋅0,5⋅4=0,6\varepsilon = 0{,}3\cdot0{,}5\cdot4 = 0{,}6 V. I=0,3I = 0{,}3 A. Fuerza de frenado: F=BIL=0,045F = BIL = 0{,}045 N. Potencia: F v=0,18F\,v = 0{,}18 W =I2R= I^2R. La energía mecánica se convierte en calor.
Una bobina de 100 espiras de 20 cm × 10 cm gira a 50 vueltas por segundo en un campo de 0,2 T.ω=2π⋅50=314\omega = 2\pi\cdot50 = 314 rad/s. ε0=100⋅0,2⋅0,02⋅314=126\varepsilon_0 = 100\cdot0{,}2\cdot0{,}02\cdot314 = 126 V de pico, 89 V eficaces, a 50 Hz.
Un cargador transforma 230 V en 12 V. Si el primario tiene 1150 espiras, el secundario tiene 1150⋅12230=601150\cdot\frac{12}{230} = 60.Si el secundario da 2 A, el primario toma 12⋅2230=0,10\frac{12\cdot2}{230} = 0{,}10 A (ideal).
500 espiras, 10 cm de longitud y 2 cm de diámetro, con núcleo de aire: S=3,14⋅10−4S = 3{,}14\cdot10^{-4} m².L=4π⋅10−7⋅5002⋅3,14⋅10−40,1=0,99L = 4\pi\cdot10^{-7}\cdot\frac{500^2\cdot3{,}14\cdot10^{-4}}{0{,}1} = 0{,}99 mH.
Se acerca el polo norte de un imán a una espira. El flujo hacia la espira aumenta, así que la corriente inducida crea un polo norte en la cara que mira al imán, para repelerlo. Vista desde el imán, circula en sentido antihorario.

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Errores frecuentes

  • Pensar que un campo magnético intenso induce corriente. Lo que induce es el cambio de flujo; un imán quieto no induce nada.
  • Olvidar el número de espiras NN.
  • Usar el ángulo entre BB y el plano de la espira. En Φ=BScos⁡θ\Phi = BS\cos\theta, θ\theta es el ángulo con la normal.
  • Aplicar la relación del transformador a la corriente continua.
  • Equivocar el sentido de la corriente inducida por no aplicar Lenz.

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Preguntas frecuentes

Bajo el vitrocerámico hay una bobina con corriente alterna de unos 20-100 kHz. Su campo variable induce corrientes de Foucault en el fondo de la sartén, que se calienta por efecto Joule. Por eso solo funciona con recipientes de material ferromagnético y el cristal apenas se calienta.
La ley de Faraday es una de ellas: ∇×E=−∂B∂t\nabla\times\mathbf{E} = -\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}. Un campo magnético variable crea un campo eléctrico. Junto con la ley de Ampère-Maxwell, que dice lo contrario, explica las ondas electromagnéticas.

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Temas relacionados

Campo magnético

El campo de corrientes e imanes.

Motor eléctrico

El generador funcionando al revés.

Corriente alterna y fasores

Lo que produce un alternador.
Última modificación el 12 de octubre de 2026