Cómo usar la ecuación de Maxwell-Faraday para modelar la fem inducida cuando un imán cae a través de una bobina

Es importante notar que las corrientes inducidas SIEMPRE van en la dirección tal que el flujo magnético inducido SE OPONE al flujo cambiante que causó la corriente.

Considere un imán que cae a través de un largo tubo de cobre. (Revisa You Tube para ver videos de esto).

Si el extremo norte del imán que cae está apuntando hacia abajo, entonces la corriente inducida debajo del imán fluye en sentido antihorario (si miramos hacia abajo del tubo) generando flujo magnético que empuja el imán hacia arriba. La corriente inducida ARRIBA del imán descendente fluye en el sentido de las agujas del reloj, ejerciendo un tirón hacia arriba del imán.

Si su bobina es un solo bucle de cable y monitorea la corriente a medida que el imán cae a través de ella, primero verá una corriente que fluye en una dirección, seguida de una corriente que fluye en la dirección opuesta.

La fem es igual a la tasa de cambio de tiempo del flujo magnético que une el bucle. Si el extremo norte se acerca primero, el flujo primero AUMENTARÁ a través del bucle. El flujo tendrá un valor máximo cuando el imán esté a la mitad del ciclo y disminuirá de nuevo a cero cuando el imán complete su caída.

(Aparte: quería observar cómo el imán caía a través de la tubería de cobre, así que mecanicé una ranura a lo largo de toda la tubería. La velocidad lenta de la caída NO se vio afectada por la presencia de la ranura. Esto tomó un poco de serio rascándose la cabeza antes de descubrir qué camino estaban tomando las corrientes inducidas para evitar la hendidura).

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