¿La fuerza magnética tiene algo que ver con la EMF inducida en la ley de Faraday?

De acuerdo con la ley de Faraday, cuando hay un cambio en el flujo magnético, hay un EMF inducido.

Según tengo entendido: en el marco de referencia del imán, la carga se mueve, por lo tanto, hay una corriente. Como hay una corriente y un campo magnético, al igual que la regla de la mano izquierda de Fleming, hay una fuerza magnética que actúa perpendicularmente.

Entonces, ¿esta fuerza magnética tiene algo que ver con la razón por la cual hay campos electromagnéticos inducidos?

Respuestas (1)

Hay dos tipos de inducción em, a ambos se les puede aplicar la ecuación

mi = d Φ d t .

(1) En el primer tipo, el movimiento de un conductor le da a los portadores de carga en el conductor una componente de velocidad en ángulo recto con el conductor, y en un campo magnético adecuadamente dirigido habrá una fuerza de Lorentz magnética paralela al conductor que dará lugar a una fem. En concreto, en un elemento de conductor de longitud dirigida d yo , habrá una fem 'mocional' dada por

d mi = ( v × B ) . d yo .
Puede demostrar que, integrada alrededor de un circuito cerrado, la fem es igual a la tasa de cambio del flujo vinculado con el circuito, como se indica en la primera ecuación anterior.

(2) Un campo magnético variable en un punto está asociado con la curvatura del campo eléctrico en ese punto mediante la ecuación de Faraday=Maxwell:

× mi = d B d t .
Esto se integra sobre un lazo cerrado estacionario para dar
mi = Φ t .
Aquí, el circuito es estacionario y la fem no se debe a la parte magnética de la fuerza de Lorentz.

Ahora, para responder a su pregunta específica, "¿esta fuerza magnética tiene algo que ver con la razón por la cual hay campos electromagnéticos inducidos?" Está estrechamente relacionado con la fem de movimiento (que es el primer tipo de inducción em anterior). Pero la regla LH de Fleming es para la fuerza magnética ( efecto motor ) sobre un conductor en ángulo recto con el conductor. Esto es proporcional al componente de velocidad de los portadores de carga paralelos al conductor (y por lo tanto a la corriente). La fem inducida es proporcional a la componente de velocidad de los portadores en ángulo recto con el conductor, por lo que el conductor tiene que estar en movimiento para que haya una fem inducida. Tanto el efecto motor como la fem de movimiento son manifestaciones de la fuerza magnética de Lorentz sobre portadores de carga en movimiento:

F = q v × B .
Suponga que la fem se induce en una barra que se encuentra en la dirección y y que se mueve en la dirección x. Hay un campo magnético de magnitud B en la dirección z. Entonces la velocidad de los portadores de carga en el alambre es v X i + v y j en el cual v y es proporcional a la corriente en el alambre. Entonces
F = q ( v X i + v y j ) × B k = q v X B j + q v y B i
Entonces
F y = q v X B             y               F X = q v y B
F X es responsable de la fuerza del efecto del motor sobre el alambre. F y es responsable de la fem inducida en el alambre, ya que mi = 1 q F y d yo = v X B   d yo .

¡Gracias! ¿podría explicar más sobre la parte paralela y de ángulo recto?
¿Está familiarizado con la fuerza sobre una partícula cargada en movimiento en un campo magnético (la fuerza magnética de Lorentz)? ¿Y está satisfecho con la notación de producto vectorial (como se usa en mi respuesta)?
si claro adelante
Entonces, ¿eso significa que usar el primer método es incorrecto? Pero aunque el circuito está estacionario, en el marco de referencia del imán que se mueve, el circuito se mueve en relación con el campo magnético. Por lo tanto, ¿no puedo usar el primer método también de fuerza magnética?
(a) Lo siento: ¿cuál es el 'primer método'? (b) ¿Y podemos ponernos de acuerdo en un arreglo claro? ¿Puedo sugerir una barra en la dirección y que nos movemos con velocidad? v X en la dirección x, con un campo magnético en la dirección z. [En el papel, x a la derecha, y hacia arriba, z fuera del papel hacia nosotros.]
Entonces, ¿es incorrecto explicar los campos electromagnéticos inducidos como campos electromagnéticos de movimiento? Entonces, usando EMF / FLHR de movimiento, la barra se mueve hacia abajo. Por lo tanto, la corriente en FLHR es ascendente. Entonces el campo magnético apunta hacia el papel. Por lo tanto, con FLHR, la fuerza está a la derecha. Esta fuerza hace que los electrones se muevan hacia la derecha, por lo que hay una corriente inducida hacia la izquierda. ¿Esta explicación es incorrecta?
Encontré tu último comentario difícil de seguir. Pero he agregado a mi respuesta para tratar de cumplir con la solicitud en su primer comentario.
Creo que es mejor si te dirijo a mi nueva pregunta que está mejor explicada. física.stackexchange.com/questions/639740/…