Ejercicio resuelto de Campo electromagnético · Física · 2025

Un estudiante de Física dispone de una bobina formada por un estrecho arrollamiento de espiras de cable conductor y un amperímetro conectado con la misma (véase la figura). El estudiante tiene dos imanes: uno de gran potencia y otro poco potente. ¿De qué forma registrará el amperímetro una lectura mayor, si introduce el imán potente y lo deja en reposo en el interior del hueco de la bobina o si mueve el imán menos potente alternativamente hacia dentro y hacia fuera en el hueco de la bobina? Justifique la respuesta. [1,25 puntos]

$\textbf{¿De qué forma registrará el amperímetro una lectura mayor, si introduce el imán potente y lo deja en reposo en el interior del hueco de la bobina o si mueve el imán menos potente alternativamente hacia dentro y hacia fuera en el hueco de la bobina? Justifique la respuesta. [1,25 puntos]}$

La cuestión se resuelve con la ley de Faraday-Lenz, que dice que la fuerza electromotriz inducida en un circuito es proporcional a la rapidez con que varía el flujo magnético que lo atraviesa:

$\varepsilon = -N\,\dfrac{d\Phi}{dt},\qquad \Phi = B\,S\cos\alpha$

Lo que induce corriente no es el flujo, sino su variación con el tiempo.

Con el imán potente en reposo dentro de la bobina el flujo es grande, pero constante: su derivada es nula y no se induce ninguna fuerza electromotriz. El amperímetro marca cero, por muy intenso que sea el imán.

Con el imán débil entrando y saliendo, el flujo cambia continuamente: al acercarlo aumenta y al alejarlo disminuye. Esa variación sí induce una fuerza electromotriz y, con ella, una corriente que el amperímetro registra, alterna en sentido según el imán entre o salga (la corriente inducida se opone siempre a la variación que la produce, que es el sentido que fija la ley de Lenz).

El amperímetro registrará una lectura mayor moviendo el imán menos potente hacia dentro y hacia fuera; con el imán potente en reposo la lectura es nula. La intensidad de la corriente inducida será tanto mayor cuanto más deprisa se mueva el imán.