Ley de Faraday
La fuerza que sufren los electrones del cable supone que aparece un voltaje en los extremos del mismo.
Para que se establezca la corriente eléctrica se debe establecer un circuito entre el polo negativo y el polo positivo del generador. Para ello basta con colocar un cable fino, que será fijo por comodidad para la demostración, y estará en un plano perpendicular al campo magnético.
Como existe movimiento de cargas, el campo ejerce una fuerza F1 sobre el cable. Para que se produzca el movimiento, por tanto, se debe ejercer sobre el cable una fuerza F2 de igual magnitud y sentido contrario a F1. El valor de esta fuerza es:
y como los vectores I y B son siempre perpendiculares, el ángulo que forman es de 90° y se puede escribir:
Por otro lado, la fuerza que se debe ejercer sobre el conductor es F 2, lo cual significa que se debe aplicar una potencia P= F2·v Esta potencia se transforma en potencia eléctrica, cuya expresión es P= V·I, siendo V el voltaje generado e I la intensidad que circula. Al igualar ambas expresiones, tendremos:
y eliminando la intensidad de ambos miembros, se obtiene:
En esta expresión, al voltaje generado se le suele denominar fuerza electromotriz, o fem, y aún se sigue operando para eliminar el término de la velocidad. Según el dibujo anterior, se puede escribir la velovidad como la variación de espacio entre la variación de tiempo:
con lo cual, la expresión queda así:
El término (l · b) es la superficie delimitada por el cable que se mueve y el cable fino que cierra el circuito. Y ahora viene un apartado más complicado: el aumento de b significa la disminución de la superficie, por lo que se escribe:
y con ésto, la fuerza electromotriz generada por un cable que se mueve dentro de un campo magnético queda como:
Nuevamente, cuando el vector superficie y el campo magnético no son paralelos, el producto B·S se transforma en un producto escalar de los vectores correspondientes, y la expresión queda como:
Además, los circuitos de generación eléctrica están formados por una o más espiras, como queda reflejado en el dibujo anterior.
Al producto de los vectores B y S se le suele llamar flujo magnético Φ, y viene a ser como la cantidad de aire que atraviesa por el interior de la espira cuando ésta estuviera colocada en una brisa y la velocidad del viento fuera el vector campo magnético.