Supongamos que hay una torre de metal gigante. La Tierra está girando, por lo que la torre está cortando el campo magnético de la Tierra. ¿La torre producirá electricidad?

Como se puede ver en las otras respuestas, esta es una buena pregunta, porque nos obliga a pensar en qué es un campo magnético.

La electrodinámica se puede formular por completo en términos de las fuerzas directas entre cargas, utilizando las leyes de fuerza directa (consulte http://jick.net/skept/Lorentz.pdf), pero es mucho más fácil pensar en una carga sobre la que actúa el campos eléctricos y magnéticos creados por otras cargas. Los campos eléctricos y magnéticos no son “cosas”, son abstracciones inventadas por conveniencia.

¿El campo magnético de la Tierra “gira con la Tierra”? No No, a menos que no sea uniformemente azimutal (en función de la longitud). Hablar sobre el movimiento de una “línea de campo magnético” no tiene sentido mientras la magnitud y la dirección del campo en una posición dada no cambien. Si esos atributos cambian, es un campo magnético cambiante , no un campo magnético en movimiento .

(Si está pensando en desafiar esa afirmación sobre la base de las transformaciones de Lorentz, olvídese; esas describen diferencias entre lo que ven los observadores que se mueven entre sí ).

Entonces … idealicemos su “torre” en una torre orbital , básicamente un cable estirado desde un punto fijo en el ecuador hasta una masa más allá de la órbita geosincrónica. De hecho, un electrón en ese cable se mueve perpendicular a un campo magnético (no hay un marco de referencia en el que todos los electrones en una torre orbital giratoria estén en reposo) y, por lo tanto, experimenta una fuerza de Lorentz que lo expulsa a lo largo del cable. Finalmente, se acumulará carga negativa en la parte superior de la torre orbital y positiva en la parte inferior hasta que la parte magnética de la fuerza de Lorentz se equilibre con la parte electrostática. En esencia, se produce un gran efecto Hall en la torre.

¿Puedes sacar poder de este efecto Hall? No Por qué no? Porque no hay forma de cerrar el circuito. Si la carga en el extremo superior fuera lo suficientemente grande como para hacer que los electrones salten al espacio exterior, tal vez … pero entonces estaría cargando la Tierra, lo que parece una mala idea. Por otro lado, la Tierra es bombardeada constantemente con cargas positivas y negativas, y mantiene lo que necesita para mantenerse neutral, así que tal vez … Hmmm …

No, pero los electrones en la torre se mueven de una manera u otra y la torre obtiene un pequeño gradiente de voltaje. Pero no puede obtener ninguna potencia útil, porque la ruta de retorno se mueve junto con la torre y obtiene exactamente el mismo voltaje. Cuando aplica la ley de inducción de Faraday, ve que el flujo a través del bucle que sería su circuito no está cambiando, por lo tanto, no hay EMF en el bucle.

Al contrario de las otras respuestas, el campo magnético no se mueve. Simplemente es Sin embargo, su valor y dirección cambian de un lugar a otro y de vez en cuando, de modo que el valor en un lugar parece moverse a otro lugar. Es como mover el pie debajo de la manta. El bulto se mueve, pero la manta permanece en su lugar. O como ver un avión volando por la pantalla de tu computadora. Nada se mueve, pero el patrón de iluminación cambia de tal manera que parece que hay movimiento. Es lo mismo con el campo electromagnético.

Realmente no.

Para generar electricidad, necesitas

  1. cambiar el campo magnético
  2. a través de un área definida por el conductor

Una torre sería efectivamente una línea, efectivamente con 0 área. Esta es la primera razón por la cual esto no generaría electricidad.

Ahora supongamos que suspendimos un bucle gigante de alambre de esta torre (que tiene un área grande), ¿generaría electricidad?

Efectivamente, los polos magnéticos y los polos rotacionales de la Tierra están alineados, por lo que su rotación estaría en un eje incorrecto para hacer que cambie el campo magnético. El eje magnético o rotacional tendría que estar “volteando” con respecto al otro. Esta es la segunda razón por la cual esto no generaría electricidad.

El campo magnético de la Tierra gira junto con la Tierra. Necesita flujo magnético (cambio de intensidad de campo) para generar electricidad. Un poste que permanece quieto en relación con un campo estático es solo un poste ligeramente magnetizado.

OTOH, la intensidad de campo de la Tierra fluctúa a lo largo del día, debido al viento solar y otros efectos, por lo que obtendrías algo de electricidad, pero no tanto como piensas.

Como una torre simple, no. Un conductor vertical que se mueve perpendicular a un campo magnético estará sujeto a una fuerza electromotriz que inducirá una carga (una diferencia de voltaje) entre la parte superior y la inferior.

Sin embargo, no habrá corriente a menos que haya un camino de retorno para que los electrones completen el circuito. Desafortunadamente, a menos que la ruta de retorno esté blindada magnéticamente o implique el intercambio de electrones a través de la atmósfera, la ruta de retorno estará sujeta a la misma fuerza electrónica en la misma dirección que el primer conductor, cancelando la corriente.

Para complicar lo anterior es el hecho de que el campo magnético de la Tierra es bastante débil, por lo que el voltaje inducido apenas será suficiente para superar la resistencia de los conductores estándar.

¡Si!

Cuando un campo magnético está cambiando en un conductor, se generará un voltaje (EMF). Siempre. Siempre.

Si hay una ruta completa para que fluya la corriente, entonces habrá una corriente que fluye.

El cambio de campo en el conductor es relativo. Esto significa que el conductor puede estar estacionario y el campo puede estar cambiando, o el campo puede estar estacionario y el conductor puede estar en movimiento.

El campo magnético de la Tierra viaja con él, por lo que la torre no se mueve dentro del campo geomagnético.

Ignorando eso, la torre tendría que soportar un bucle, sin un bucle obtendría una diferencia potencial pero sin flujo (después de un corto tiempo).

La tierra está girando. El campo magnético de la Tierra está girando. La torre está en la tierra. El campo magnético no se mueve en relación con la torre. Sin electricidad.

Si la torre se para en la tierra, gira con ella, por lo que se quedaría quieta en relación con el campo magnético de la tierra: no se induciría corriente

La tierra está girando y la torre está en la tierra, como lo está su campo magnético. La torre no está cortando el campo magnético de la tierra.

No.

El campo y la torre giran con la tierra.

No hay corte de líneas de fuerza.

¡Oh sí! ¡La enorme torre sería increíble!

Mmmm … si un rayo golpea esa torre, recibirás un shock desagradable, eso seguro.