Inducción electromagnética

a.i) Esquema: el imán a la izquierda de la espira, con su polo norte mirando hacia ella y su eje perpendicular al plano de la espira; las líneas de campo salen del polo norte y atraviesan la espira de izquierda a derecha. Al acercar el imán, el campo en la espira es cada vez más intenso y el flujo aumenta. Por la ley de Lenz, la corriente inducida crea un campo $\vec B_{\text{ind}}$ opuesto al del imán (de derecha a izquierda en el interior de la espira): la cara de la espira enfrentada al imán se comporta como un polo norte y lo repele. Por la regla de la mano derecha, la corriente circula en sentido antihorario visto desde el imán (horario visto desde el otro lado).

a.ii) Esquema: el mismo, con la espira alejándose del imán (o el imán de la espira). Ahora el flujo disminuye; la corriente inducida se opone a la disminución creando un campo en el mismo sentido que el del imán (de izquierda a derecha en el interior): la cara enfrentada al imán actúa como polo sur y lo atrae. La corriente circula en sentido horario visto desde el imán, contrario al del caso i).

b.i) Si $x(t) = x_0 + v\,t$ es la distancia del lado móvil al lado fijo opuesto, el área de la espira dentro del campo es $S = L\,x(t)$ y el flujo (con $\vec B$ perpendicular a la espira) vale$$\Phi(t) = B\,L\,(x_0 + v\,t)$$Por la ley de Faraday:$$\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} = -B\,L\,v\;\Rightarrow\; |\varepsilon| = B\,L\,v = 0{,}8\cdot 0{,}15\cdot 0{,}12 = 1{,}44\cdot 10^{-2}\ \text{V}$$Es constante en el tiempo ($\varepsilon(t) = 0{,}0144\,\text{V}$ para todo $t$ mientras el lado se mueva dentro del campo), porque el flujo crece linealmente con el tiempo.

b.ii) Intensidad:$$I = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{0{,}0144}{0{,}2} = 7{,}2\cdot 10^{-2}\ \text{A}$$Al moverse el lado móvil hacia la derecha aumenta el área y, con $\vec B$ entrante, aumenta el flujo entrante; por Lenz la corriente inducida crea un campo saliente dentro de la espira y circula en sentido antihorario (en el dibujo, hacia arriba por el lado móvil). Se comprueba con la fuerza sobre las cargas del lado móvil: $\vec F = q\,\vec v\times\vec B$, con $\vec v$ hacia la derecha y $\vec B$ entrante, apunta hacia arriba.