¿Se produce un aumento en la corriente inductiva debido a un aumento en el campo magnético?

Estoy estudiando corriente inductiva en la escuela secundaria. Aprendí la ley de Faraday y que el voltaje producido es igual al delta del flujo del campo magnético a lo largo del tiempo. Entonces, tenía curiosidad sobre este tema y realicé un experimento. Encontré un inductor (una bobina simple) y lo conecté con un multímetro configurado para las lecturas actuales (en mA).

Luego compré algunos imanes de neodinio y medí (10 lecturas / prueba) cuál es la corriente máxima inducida cuando dejo caer un imán en la bobina. Luego mido la lectura con 2 imanes, luego con 3 y así sucesivamente.

Se me ocurrió este gráfico:

Grafico

En el eje x está el número de imanes apilados y en el eje y está la corriente producida en mA. Entonces, aparentemente, un aumento en los imanes está aumentando la corriente producida, aunque hasta un límite. Después de 12-13 imanes, la corriente disminuyó, fijándose en un valor de aproximadamente 2 mA, independientemente del número de imanes.

Así que mi intuición fue esta: si aumento la cantidad de imanes, también aumentará el campo magnético total, por lo que producirá más corriente. Al buscar en Internet, descubrí que acumular demasiados imanes en realidad disminuirá el campo magnético después de algunas veces, debido a las imperfecciones de los materiales y la dimensión y forma de los imanes, por lo que creo que mis datos son coherentes con eso (pero si tiene más materiales y fuentes sobre esta disminución en la fuerza de la fuerza magnética me harán feliz).

El problema es que, si inicialmente pensé "Ok, el campo magnético está aumentando, la corriente está aumentando", entonces era más escéptico. Si miro la fórmula, en realidad no entiendo matemáticamente por qué un aumento en la fuerza magnética debería dar como resultado un voltaje/corriente más intenso. Es la variación del flujo a lo largo del tiempo lo que crea la corriente, por lo que no puedo entender. ¿Puede alguien explicarme matemáticamente por qué el aumento de la fuerza del campo magnético provocará un aumento de la corriente inducida?

¡Muchas gracias!

Respuestas (1)

el voltaje producido es igual al delta del flujo del campo magnético a lo largo del tiempo

La ley de Faraday dice que la FEM inducida (no el voltaje) es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético. El voltaje depende de otras cosas, como si el circuito está abierto o cerrado y, en este último caso, de la resistencia efectiva del inductor.

Si el circuito está abierto, el voltaje tiene el mismo valor que EMF, por lo que su declaración es correcta en ese momento. Pero si está cerrado, el EMF induce corriente a través del inductor y si este último tiene una gran resistencia efectiva R , la magnitud del voltaje en él será menor que la magnitud de EMF por | R I | .

Si tiene un circuito con solo unas pocas bobinas y sin núcleo adentro, entonces la autoinducción puede despreciarse y la FEM inducida depende solo de la tasa de cambio del campo magnético externo (debido a los imanes). La corriente que intenta medir depende de este EMF inducido mi y resistencia óhmica de todo el circuito:

I = mi R .

Aumentar el número de imanes en forma de píldora en la columna aumenta la fuerza del campo magnético alrededor de los extremos, pero cuando la altura de la columna se hace mayor que su diámetro, este efecto se vuelve cada vez más pequeño. Esto se debe a que los imanes agregados están demasiado lejos del punto final. En el límite de una columna muy larga, la adición de nuevos imanes no influye en la fuerza del campo magnético cerca de su final. Es por eso que la tasa de cambio del campo magnético no aumenta mucho y la FEM inducida no aumenta mucho.

Gracias por la respuesta, pero las fórmulas matemáticas no se muestran correctamente.
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