El flujo magnético () a través de una espira se define como . Para un campo magnético uniforme y perpendicular al plano de la espira, como es el caso (la espira está en el plano XY y el campo está dirigido en el sentido negativo del eje OZ, es decir, entrando en el plano), la magnitud del flujo se puede expresar como , donde es el área de la espira expuesta al campo magnético.Consideremos la situación de la espira a medida que se desplaza:1. Antes de entrar en la región con campo magnético: La espira se encuentra en una región sin campo magnético (). Por lo tanto, el flujo magnético a través de la espira es nulo: . Esquema: Se visualiza la espira circular en el plano XY, alejada de una región donde el campo (representado por cruces que indican su dirección hacia -Z) es uniforme. 2. Mientras la espira está entrando en la región con campo magnético: A medida que la espira se desplaza y comienza a adentrarse en la región donde existe el campo magnético, el área de la espira que está "inmersa" en el campo () aumenta gradualmente desde cero hasta el área total de la espira. Dado que el campo magnético es constante y uniforme, el flujo magnético también aumentará de forma continua. Por lo tanto, durante este proceso de entrada, el flujo magnético a través de la espira sí cambiará. Esquema: La espira circular está parcialmente dentro de la región del campo . La parte de la espira dentro de la región de campo es creciente. 3. Cuando la espira está completamente dentro de la región con campo magnético (y se sigue desplazando): Una vez que toda la espira se encuentra dentro de la región con campo magnético uniforme, el área expuesta al campo es el área total de la espira y permanece constante. Como el campo también es constante y uniforme, el flujo magnético será constante. Durante este período, el flujo magnético no cambiará. Esquema: La espira circular está completamente contenida dentro de la región del campo . 4. Mientras la espira está saliendo de la región con campo magnético: De manera análoga al proceso de entrada, a medida que la espira se desplaza para salir de la región con campo magnético, el área expuesta al campo disminuye gradualmente. Por lo tanto, el flujo magnético disminuirá. Durante este proceso de salida, el flujo magnético a través de la espira sí cambiará. Esquema: La espira circular está parcialmente fuera de la región del campo . La parte de la espira dentro de la región de campo es decreciente. En resumen, el flujo magnético en la espira cambiará en los momentos en que la espira entra o sale de la región del campo magnético. No cambiará cuando esté completamente fuera o completamente dentro de la región del campo, siempre que el campo magnético sea uniforme en esa región y la espira no rote.
a) ii) Justificación de la inducción de corriente y su sentido:Según la Ley de Faraday-Lenz, se inducirá una fuerza electromotriz (FEM) y, por tanto, una corriente en una espira si y solo si hay un cambio en el flujo magnético a través de ella (). El sentido de la corriente inducida siempre es tal que se opone a la causa que la produce (es decir, al cambio en el flujo magnético).Consideremos los momentos en los que el flujo cambia, según lo establecido en el apartado anterior:1. Cuando la espira está entrando en la región con campo magnético: Cambio de flujo: El campo magnético está dirigido en el sentido negativo del eje OZ (entrando en el plano XY). A medida que la espira entra, el flujo magnético entrante (hacia -Z) a través de la espira está aumentando*. * Ley de Lenz: Para oponerse a este aumento de flujo entrante, la corriente inducida debe generar un campo magnético propio que esté dirigido hacia afuera del plano (sentido +Z). Según la regla de la mano derecha (donde el pulgar apunta en la dirección del campo magnético y los dedos se curvan en la dirección de la corriente), para generar un campo hacia afuera, la corriente en la espira debe circular en sentido antihorario. Esquema: Una espira circular entrando en una región con un campo magnético uniforme y entrante (representado por cruces). Una flecha curva dentro de la espira indica una corriente en sentido antihorario. 2. Cuando la espira está saliendo de la región con campo magnético: Cambio de flujo: El campo magnético sigue siendo entrante (-Z). A medida que la espira sale, el flujo magnético entrante a través de la espira está disminuyendo*. * Ley de Lenz: Para oponerse a esta disminución de flujo entrante, la corriente inducida debe generar un campo magnético propio que también esté dirigido hacia adentro del plano (sentido -Z) para intentar mantener el flujo. Según la regla de la mano derecha, para generar un campo hacia adentro, la corriente en la espira debe circular en sentido horario. Esquema: Una espira circular saliendo de una región con un campo magnético uniforme y entrante. Una flecha curva dentro de la espira indica una corriente en sentido horario. 3. Cuando la espira está completamente fuera o completamente dentro de la región con campo magnético: * Cambio de flujo: Como se explicó en el apartado a) i), en estos casos el flujo magnético a través de la espira es constante (ya sea nulo o un valor constante no nulo). Conclusión: Dado que no hay cambio en el flujo magnético (), no se inducirá corriente* en la espira en estos momentos.Por lo tanto, se inducirá corriente en la espira solo cuando esté entrando o saliendo de la región del campo magnético. El sentido de la corriente será antihorario al entrar y horario al salir.





