¿Por qué un campo magnético cambiante produce una corriente?

La tercera de las ecuaciones de Maxwell (ley de Faraday) dice que un campo magnético cambiante tiene un campo E enrollado a su alrededor. La integral de línea cerrada de este campo eléctrico es la FEM que impulsa la corriente inducida en el cable conductor. A nivel microscópico, el campo eléctrico rizado, que tiene una componente significativa paralela al alambre, ejerce una fuerza sobre las cargas en el conductor.

Si su pregunta es "¿por qué las ecuaciones de Maxwell son como son?", me temo que no es una buena pregunta para este sitio.

Supongo que probablemente ya lo sepas, pero aún así déjame decirlo. Si ha leído Electrodinámica de Griffith o cualquier otro libro sobre electromagnetismo, siempre se especifica una afirmación en el capítulo de la ley de Faraday... con palabras diferentes

LA NATURALEZA ABORRECE UN CAMBIO DE FLUJO

Tenga en cuenta que es el CAMBIO en el flujo, no el flujo en sí mismo, lo que le desagrada a la naturaleza. Entonces, de acuerdo con la ley de lenz, (la naturaleza ... el cable) intentará hacer cualquier cosa para resistir ese cambio en el flujo. En su caso, a medida que el campo magnético aumenta cuando el imán se acerca al bucle, una corriente en el sentido de las agujas del reloj fluirá en el bucle visto desde el lado del amperímetro. Esta corriente se debe al campo eléctrico creado debido al cambio en el campo magnético. Está dada por la integral de lazo cerrado de$E.dl$= -$\frac{\delta B}{\delta t}$R... ya que el área no cambia. El campo eléctrico es circunferencial que mueve las cargas en el alambre....

Si las cargas están pegadas al cable... ¿adivinen qué sucede?... el cable gira... ¡lo que también significa corriente (cargas giratorias, aunque atascadas)!

Mira esto,... El cilindro grande, muy largo, es el imán. A medida que se acerca, hay un aumento en el EMF. pero se descompone. Nuevamente, a medida que el extremo del imán se acerca al bucle, la EMF aumenta en la otra dirección.

De hecho, es un efecto relativista.

De hecho, se puede derivar la ley de Faraday a partir de la transformada de Lorentz del campo electromagnético.

Un impulso (velocidad) ortogonal a un campo magnético$\textbf{B}$se transforma en un campo electrico$\textbf{E}$que es a la vez ortogonal al impulso (velocidad) y al$\textbf{B}$campo.

Sólo el componente de$\textbf{B}$en el plano del anillo está involucrado porque este componente$\textbf{B}_\perp$es ortogonal al impulso. Vea el término resaltado en verde en la transformada de Lorentz del campo electromagnético. El término

• $\textbf{B}_\parallel$= componente de$\textbf{B}$paralelo al impulso.
• $\textbf{B}_\perp$= componente de$\textbf{B}$ortogonal al impulso.
• $\textbf{B}_\bigotimes$= mismo componente que$\textbf{B}_\perp$pero 90 grados girados con respecto a la dirección de impulso.
• a bajas velocidades$\gamma \approx 1$y$\beta$es proporcional a la velocidad.

Ahora tenga en cuenta que sólo$\textbf{B}_\perp$contribuye a un cambio en el flujo total a través del anillo mientras se mueve el imán, y que el término$\textbf{B}_\parallel$no contribuye

Así es como se puede derivar la ley de Faraday a partir de la transformada de Lorentz del campo electromagnético.

http://www.física-quest.org/Book_Chapter_EM_LorentzContr.pdf

Cuando el polo norte del imán se acerca a la bobina, la bobina que mira hacia el polo norte se comporta como un polo norte y ambos intentan repelerse entre sí y tratarán de detener el movimiento del imán, para empujar el imán contra la repulsión. El trabajo de fuerza debe realizarse contra la fuerza de repulsión, el trabajo aparece en forma de energía eléctrica en sentido contrario a las agujas del reloj. ......,......Lee esto es una explicación completa

Como dijiste bien, tiene que ser un conductor para inducir una corriente de un campo magnético cambiante. En los conductores hay algunos electrones que se encuentran en estados no ligados a los núcleos.

Es bien sabido que un campo magnético y un campo eléctrico de electrones no interactúan. Entonces, ¿qué es interactuar? El electrón tiene dos propiedades más, una de ellas es el momento dipolar magnético del electrón .

Si un electrón estacionario está dentro de un campo magnético constante, el momento dipolar magnético de los electrones se alinea con el campo externo y es decir, no fluirá corriente.

Si está "montando" en un campo magnético cambiante, verá que el electrón (en el cable) se mueve (en relación con el campo magnético cambiante). Y existe un fenómeno de desviación de cargas en movimiento, llamado fuerza de Lorentz . Si está sentado en el electrón, obtiene la misma imagen, con respecto a un campo magnético cambiante, el electrón parece moverse y, por lo tanto, se desvía. Entonces, en ambos marcos, el movimiento relativo entre la carga y el campo (no importa si desde un tercer marco se mueve la carga o el campo magnético), habrá una corriente inducida.

Ahora la nube. Hay un fenómeno de un generador homopolar donde tanto el campo magnético como el disco giran juntos y, sin embargo, se induce una corriente: