Electricidad y Electrónica

En el efecto motor, la magnitud de la fuerza que actúa sobre un conductor de
longitud L, en metros, por el que circula una corriente de intensidad I, en ampere,
y sometido a un campo perpendicular de inducción B, en tesla, está dada por la
ley de Lorentz:
B es la inducción, en tesla; I es la corriente, en ampere; L es la longitud del
conductor, en metros, y F la fuerza, en newton. (9,8 N = 1 kgf ).
Fuerza contraelectromotriz
Si dejamos que la barra de la figura se des-
lice, libremente, impulsada por la fuerza que
resulta del efecto motor, a medida que vaya
cobrando velocidad y, por el principio gene-
rador, se inducirá en ella una fuerza electro-
motriz, que será de polaridad opuesta a la de
la batería. Cuando las dos tensiones se igua-
len, la corriente cesará, y la barra correrá, idealmente, a velocidad constante. Esa
tensión inducida, por ser de polaridad opuesta a la de la alimentación, se llama
fuerza contraelectromotriz, y aparece en todos los motores cuando ya adquirieron
velocidad. En cambio, es nula en el arranque; por eso los motores hacen circular
por la red una corriente elevada cuando arrancan, como lo notamos en el descenso
de la tensión en una casa, cada vez que se pone en marcha una heladera, o el as-
censor del edificio.
Inducción estática
El movimiento relativo de imanes y conductores, induce en éstos fuerzas elec-
tromotrices. Si están quietos no hay inducción eléctrica, porque para ello hace
falta que el campo magnético varíe, o que el conductor corte líneas de campo.
Pero, esa necesaria variación del campo magnético se puede conseguir por medios
estáticos, sin movimiento alguno. Alcanza con que la corriente de un conductor
varíe en el tiempo, para que el campo magnético que genera sea también variable
y, entonces, pueda inducir una fuerza electromotriz en otro conductor vecino.
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
90
La mente humana se
predispone  al  razo-
namiento analógico e
inductivo. Parece na-
tural que cuando cir-
cule  una  corriente
por  un  alambre,    lo
haga,  también,  por
otro, al lado. Pero si
la 
intensidad 
es
constante, no ocurre
tal  cosa;  tiene  que
variar. En el grabado,
el  filósofo  inducti-
vista  Francis  Bacon
(1561–1626).
l
 
La fuerza contraelec-
tromotriz  se  puede
experimentar con los
elementos  de  la  fi-
gura: una pila, un fo-
quito de linterna y un
motor eléctrico de ju-
guete, de los conoci-
dos como Scalextric.
Cuando  frenamos  el
eje del motor con los
dedos,  le  impedimos
alcanzar mayor velo-
cidad,  para  generar
más  fuerza  contrae-
lectromotriz, y la lám-
para  enciende  más
intensamente, porque
circula más corriente.
l
F = BLI
 
S
F
r
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Inducción mutua
La corriente variable que circula por un conductor induce una fuerza electro-
motriz en los conductores vecinos. La magnitud de ese efecto depende de cuánto
varíe esa corriente, y con qué velocidad lo haga; pero también depende de la forma,
el tamaño y la posición de los conductores. Si son cortos y están alejados, la fuerza
electromotriz inducida es menor que cuando los conductores son grandes y están
cercanos uno del otro.
Ese hecho se expresa así matemáticamente: 
I
1
es la variación de la corriente en el primer conductor, en ampere; t es el
tiempo en el que ocurre esa variación, en segundos; E
2
es la fuerza electromotriz,
en volt, que induce el primer conductor en el segundo; y M se llama el coeficiente
de inductancia mutua. Sus unidades son volt segundo sobre ampere, combinación
llamada henry, y que se simboliza H.
9 1
I n d u c c i ó n   e l e c t r o m a g n é t i c a
La inductancia mutua
de  los  conductores
largos  y  próximos
puede causar interfe-
rencias, 
especial-
mente, en los de co-
municaciones,  que
emplean  altas  fre-
cuencias  y,  por  eso,
sus corrientes varían
muy rápidamente.
l
 
I 
V 
l
Inducción estática. Si la corriente I varía en el primero de los conductores, su inducción mag-
nética es también variable, e induce una fuerza electromotriz en el segundo conductor. A la de-
recha, un transformador. Si se conecta uno de sus bobinados a una fuente de tensión alterna,
en el otro aparece también tensión. En cambio, si se alimenta un transformador con una tensión
continua, nada aparece del otro lado, y además el trafo
3
se quema. 
I
1
 
V 
I
1
t
E
2
= M
3
Tanto en la Argentina, como en los Estados Unidos y Alemania, se entiende que trafo es una abreviatura informal
para transformador, aunque se la excluya de los documentos legales, comerciales, o muy serios.
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Autoinducción
Un conductor no sólo induce fuerzas electromotrices en conductores vecinos;
también lo hace sobre sí mismo; y resulta así, a la vez, inductor e inducido. Ma-
temáticamente, eso se expresa de modo similar al anterior, pero ahora el factor se
llama coeficiente de autoinducción, autoinductancia, o inductancia a secas. Se designa
con la letra L, y se expresa en henry.
E es la fuerza electromotriz, en volt, que induce el conductor sobre sí mismo;
I es la variación de la corriente en el conductor, en ampere; t es el tiempo en el
que ocurre esa variación, en segundos, y L es el coeficiente de autoinducción, en
henry.
4
El signo negativo indica que se trata de una fuerza contraelectromotriz.
Ley de Lenz
Recibe ese nombre, en homenaje a H. F. E. Lenz (1804–1865), el hecho de
que la polaridad de la fuerza electromotriz inducida es siempre opuesta a la varia-
ción de la corriente que la induce. Por ejemplo, si por un conductor circula una
corriente constante e intentamos interrumpirla, bruscamente, la súbita disminu-
ción de la corriente genera una fuerza electromotriz autoinducida que hace que la
corriente no pueda disminuir de golpe. Es como si la corriente tuviera inercia.
Aparece, entre los cables que se desconectan, una chispa larga, de una tensión
mucho mayor que aquélla con la que se alimenta el circuito, y que hace que la co-
rriente siga circulando un tiempo más, tarde en extinguirse, y gaste los contactos.
Fuerza magnética sobre cargas en movimiento
Una forma alternativa de expresar la relación que existe entre la fuerza magné-
tica y la corriente, más parecida a la que propuso el sabio austríaco Konrad Lorentz
(1903–1989) es considerar las cargas individuales que componen una corriente
eléctrica: 
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
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I
t
E = -L 
4
Por ejemplo, si una bobina tiene una inductancia de un microhenry y medio; eso significa, de acuerdo con la última
fórmula, que si se produce una variación de corriente de 200 A en un tiempo de 2,5 millonésimas de segundo, esa
bobina se induce a sí misma una fuerza electromotriz de 60 V.
 
! 
Una formulación más
general  de  la  ley  de
Lenz es ésta: La fuerza
electromotriz inducida
se opone a su causa.
Si hacemos bailar un
imán sobre una super-
ficie  aislante,  tarda
más  en  detenerse,
que si lo impulsamos
sobre una bandeja de
aluminio.  El  imán  in-
duce corrientes en el
metal;  y  la  inducción
magnética  de  esas
corrientes hace fuer-
zas que se oponen al
giro del imán que es,
en este caso, la causa
de la inducción.
l
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