Ley de Faraday

En el área de la física, la ley de Faraday, permite establecer los fenómenos macroscópicos de inducción electromagnética. Esta ley indaga en el estudio de los campos magnéticos, el electromagnetismo y la electroquímica. Basada en los trabajos de Michael Faraday en 1831, se trata de una ley de moderación, lo cual significa que la misma describe efectos que se oponen a sus causas. Gracias a ella, se plantea un conjunto de leyes capaz de cuantificar la cantidad de energía encontrada en los electrodos a través de su separación por medio de la electricidad. La ley de Faraday constituye la ley fundamental de la inducción magnética según la cual, la fuerza electromotriz inducida en un circuito filiforme cerrado es proporcional a la que se deriva con respecto al tiempo, del flujo de inducción magnética originado por este circuito.

Temas relacionados

Inducción electromagnética, jaula de Faraday, ley de Lenz

¿Qué es la ley de Faraday?

La ley de Faraday alude a toda variación de flujo en el interior de un circuito cerrado que origina una corriente inducida que dura el tiempo de la variación. El flujo puede variar bien sea por variación de las líneas de campo magnética, o bien sea por la variación de la intensidad del campo.

En qué consiste

A continuación, se explican en qué consisten la primera y la segunda ley de Faraday.

Primera ley de Faraday (primera ley de la electrólisis)

La primera ley de Faraday establece una relación entre la masa de una substancia liberada por electrolisis y el valor de carga que ha pasado a través del electrolito.

Esta ley es formulada de la siguiente manera: la masa de una substancia que ha sido asignada durante la electrolisis, sobre cada electrodo es directamente proporcional a la cantidad de carga que ha pasado a través del electrolito.

Formula

masa desprendida = k (constante) · Q = k · I · t

donde Q es la carga en culombios, I la intensidad en amperios y t el tiempo en segundos

Segunda ley de Faraday (segunda ley de la electrólisis)

La segunda ley de Faraday establece la dependencia del equivalente electroquímico de la substancia de peso y de valencia atómica. Es formulada como sigue: el equivalente electroquímico de la substancia será proporcional a su peso atómico, e inversamente proporcional a su valencia llamada sustancia química equivalente. Con este valor, la segunda ley de Faraday puede ser formulada de otra forma distinta: los equivalentes electroquímicos de la sustancia son proporcionales a sus propios equivalentes químicos.

Formula

masa desprendida = k (constante)· peso atómico / nº oxidación

La segunda ley de Faraday al igual que la primera, se deriva directamente de la naturaleza de la corriente iónica en la solución.

Historia

El británico Michael Faraday, uno de los científicos más importantes para la humanidad a pesar de no ser muy conocido, es quien propone la ley de Faraday. Aunque solo poseía estudios básicos, fue muy autodidacta y se interesó desde muy joven en el área de la física y de la química.

Así, empezó a experimentar con lo que conocía, llegando a indicios que le llevaron al descubrimiento de la inducción electromagnética para posteriormente, realizar un experimento en donde logra la inducción electrostática, dando pie al principio conocido como jaula de Faraday. Al interesarse tanto en el área del electromagnetismo, como en la electroquímica, sigue realizando estudios y anotaciones con respecto a ambos temas, cuando en el año 1834, empieza a formular las llamadas leyes de Faraday de la electrólisis, las cuales se centran en calcular de manera cuantitativa, las cantidades de energía depositadas en los electrodos.

Ejemplos donde se aplica la ley de Faraday

A continuación presentaremos algunos ejemplos de objetos que hacen uso de la ley de Faraday para cumplir con su función.

Los motores eléctricos

Para la creación de estos artilugios, se aplican las nociones de la ley de Faraday ya que los mismos pueden transformar la energía eléctrica en energía mecánica ofreciendo un excelente rendimiento con respecto a los motores químicos.

Las placas vitrocerámicas de inducción

Las placas de inducción que se utilizan en la cocina constituyen otra invención basada en los principios de la ley de Faraday. Estas placan pueden detectar cuando se coloca un objeto sobre su superficie y lo agita en un sentido y en otro a través de ondas magnéticas. Se absorbe la energía y la misma es desprendida en forma de calor.

Los frenos magnéticos

El funcionamiento de los frenos magnéticos que se pueden encontrar en el mercado, están basados en la ley de Faraday. Por ejemplo, en el momento de frenar, un tren energiza un electroimán que se encuentra a bordo. Dicho electroimán va a caballo sobre un riel metálico alargado. Las corrientes inducidas en el riel generan una fuerza y así, el riel y el tren se repelen mutuamente.