Ahora podemos dirigirnos a la dirección del EMF inducido. De nuestro conocimiento de la fuerza de Lorentz (q textbf {v} times textbf {B} ) vemos que la corriente fluye en sentido contrario a las agujas del reloj, y que esto resulta en una fuerza en la barra que está en la dirección opuesta a su movimiento. Pero, incluso si no conociéramos esta ley, o hubiéramos olvidado la fórmula, o si no entendiéramos un producto vectorial, podríamos ver que esto debe ser así. Porque, supongamos que movemos la barra hacia la derecha y que, como consecuencia, habrá una fuerza también hacia la derecha. Entonces la barra se mueve más rápido, y la fuerza hacia la derecha es mayor, y la barra se mueve aún más rápido, y así sucesivamente. La barra se aceleraría indefinidamente, por el gasto de ningún trabajo. No, esto no puede ser correcto. La dirección del EMF inducido debe ser tal que se oponga al cambio de flujo que lo causa. Esto es simplemente una consecuencia de la conservación de la energía, y se puede afirmar como la Ley de Lenz:
Ley de Lenz
Cuando se induce un EMF en un circuito como resultado de cambiar el flujo magnético a través del circuito, la dirección del EMF inducido es tal que se opone al cambio de flujo que lo causa.
En nuestro ejemplo de Sección 10.2 , aumentamos el flujo magnético a través de un circuito al aumentar el área del circuito. Hay otras formas de cambiar el flujo a través de un circuito. Por ejemplo, en la Figura X.3, tenemos un cable circular y un campo magnético perpendicular al plano del círculo, dirigido al plano del dibujo.
( text {FIGURA X.3} )
Podríamos aumentar el flujo magnético a través de la bobina al aumentar la intensidad del campo en lugar de aumentar el área de la bobina. La tasa de aumento del flujo sería entonces (A dot B ) en lugar de ( dot A B ). Podríamos imaginar aumentar (B ), por ejemplo, moviendo un imán más cerca de la bobina, o moviendo la bobina a una región donde el campo magnético era más fuerte; o, si el campo magnético es generado por un electroimán en alguna parte, aumentando la corriente en el electroimán. De una forma u otra, aumentamos la fuerza del campo a través de la bobina. Se genera un EMF en la bobina igual a la tasa de cambio del flujo magnético y, en consecuencia, una corriente fluye en la bobina. ¿En qué dirección esto induce el flujo de corriente? Fluye en una dirección tal que se opone a al aumento de (B ) que lo causa. Es decir, la corriente fluye en sentido antihorario en la bobina. Si esto no fuera así, y la corriente inducida fuera en sentido horario, esto aumentaría aún más el flujo a través de la bobina, y la corriente aumentaría aún más, y el flujo aumentaría aún más, y así sucesivamente. Se produciría un aumento desbocado en la corriente y el campo, y no se conservaría energía.
Si estuviéramos en disminuir la intensidad del campo a través de la bobina, una corriente fluiría en el sentido de las agujas del reloj en la bobina, es decir, en un sentido que tiende a aumentar el campo, es decir, para oponerse a la disminución en el campo que estamos tratando de imponer. Es muy posible que en esta etapa se te ocurra que es imposible aumentar la corriente en un circuito instantáneamente y que lleva un tiempo limitado establecer un nuevo nivel de corriente. Esto es correcto, un punto al que volveremos más tarde, cuando de hecho calcularemos cuánto tiempo lleva.
Otra forma en que podríamos cambiar el flujo magnético a través de una bobina sería rotar la bobina en un campo magnético. Por ejemplo, en la Figura X.4a, vemos un campo magnético dirigido hacia la derecha y una bobina cuya normalidad es perpendicular al campo. No hay flujo magnético a través de la bobina. Si ahora giramos la bobina, como en la Figura X.4b, el flujo a través de la bobina aumentará, se inducirá un EMF en la bobina, igual a la tasa de aumento del flujo, y fluirá una corriente. La corriente fluirá en una dirección tal que el momento magnético de la bobina será como se muestra, lo que resultará en una oposición a nuestra rotación impuesta en la bobina, y la corriente fluirá en la dirección indicada por los símbolos ( bigodot text {y} bigotimes ).
( text {FIGURA X.4} )
Si el flujo a través de una bobina cambia a una velocidad ( dot Phi_B ) y si la bobina no es solo una vuelta, sino que está hecha de (N ) vueltas, el EMF inducido será ( dot Phi_B ) por turno, de modo que el EMF inducido en la bobina como un todo será (N dot Phi_B ).