En la figura 9 se muestra una espira rectangular de alambre con ancho D, uno de cuyos extremos está en un campo uniforme y constante B que apunta en ángulos rectos al plano de la espira. El campo B puede producirse, por ejemplo, en la separación de un electroiman grande. Las líneas punteadas indican los supuestos límites del campo magnético. Se jala la espira a la derecha con una velocidad constante v.

La situación descrita en la figura 9 no difiere de la de la figura 5. En uno u otro caso una espira conductora y un imán se hallan en movimiento relativo; en ambos casos el flujo del campo del imán a través de la espira se debe al cambio con el tiempo. La diferencia importante entre ambos sistemas radica en que la situación de la figura 9 facilita más los cálculos.

El agente externo tira de la espira hacia la derecha con una velocidad constante. Al moverse la espira, disminuye la parte de su área en el campo y, por lo mismo, se reduce el flujo. El flujo decreciente induce una fuerza electromotriz, y una corriente inducida fluye en la misma espira. A menudoa esta fuerza, lo cual proviene del movimiento entre el conductor y la fuente del campo magnético, se le llama fuerza electromotriz de movimiento.

El flujo Φ_B encerrado por la espira en la figura 9 es

Φ_B=BA=BDx

donde Dx es la superficie de la parte de la espira donde B no es cero. Obtenemos la fuerza electromotriz ε partiendo de la ley de Faraday:

donde hemos hecho dx/dt igual a la velocidad v a la cual se saca la espira del campo magnético. Nótese que la única dimensión de la espira que entra en la ecuación FA6 es la longitud D en el extremo izquierdo del conductor. Como veremos la fuerza electromotriz inducida en la figura 9 puede considerarse situada en el extremo izquierdo de la espira.

Figura (9) Cuando se retira del campo una espira conductora cerrada, en ella se produce una corriente inducida i.

 

La fuerza electromotriz BDv genera una corriente en la espira, dada por
 

donde R es la resistencia de la espira. De acuerdo con la ley de Lenz, esta corriente debe seguir la dirección de las manecillas del reloj en la figura 9; se opone al "cambio" (la disminución de Φ_B) creando para ello un campo paralelo al campo externo dentro de la espira.

Los lados de la espira, que pueden considerarse conductores portadores de corriente, experimentan las fuerzas magnéticas F_B= iL x B , como se observa en la figura 9. Debido a que F₂ y F₃ son iguales y opuestas cancelan sus efectos. La fuerza magnética neta en la espira esta dada por F₁. Calculemos la potencia mecánica P= Fv que debe efectuar el agente externo o, en forma equivalente, la rapidez con que se realiza trabajo en la espira.

La magnitud de la fuerza F₁ es F₁= iDB por que la dirección de la corriente siempre es perpendicular a B. Como el agente externo debe ejercer una fuerza igual a F₁ , la energía entregada por este agente es

donde hemos empleado la ecuación FA7 con la corriente inducida i.

También es posible calcular la rapidez con que se disipa la energía en la espira a consecuencia del calentamiento Joule por la corriente inducida. Está dada por
 

lo cual concuerda exactamente con la ecuación FA8 respecto a la rapidez con que se realiza trabajo mecánico en la espira. El trabajo que efectúa el agente externo termina disipándose como calentamiento Joule de esta espira.

Corrientes parásitas

Figura (10) Cuando se retira del campo magnético un material conductor, en él aparece una corriente inducida (parásita) como se indica.
 

Cuando se modifica el flujo magnético que pasa a través de un trozo grande de material conductor, las corrientes inducidas aparecen en él. A estas corrientes se les denomina corrientes parásitas. En algunos casos se pueden producir efectos indeseables. Por ejemplo, incrementan la energía interna y, al hacerlo, elevan la temperatura del material. Por tal razón, en ocasiones los materiales sujetos a un campo magnético variable son laminados o construidos en pequeñas capas , aisladas unas de otras. Las corrientes parásitas, en vez de seguir una gran espira siguen muchas espiras pequeñas, con lo cual incrementan la longitud total de su trayectoria y la resistencia correspondiente; el calentamiento resistivo ε²/R es menor, lo mismo que el aumento de energía interna. Por otro lado, su calentamiento puede aprovecharse, como en un horno de inducción , donde una muestra de material se calienta por medio de un campo magnético que cambia rápidamente. Los hornos se emplean en casos en que no es posible establecer contacto térmico con el material a calentar, como cuando está confinado en una cámara de vacío.
 

Las corrientes parásitas son corrientes reales y producen los mismos efectos que las corrientes reales. En particular, una fuerza F_B= iL x B se ejerce sobre la parte de su trayectoria, en la figura 10, que pasa por el campo. La fuerza se transmite al material, y la ley de Lenz se aplica para demostrar que la fuerza se opone al movimiento del conductor. Se origina así una clase de frenado magnético , en el cual los campos magnéticos aplicados a una rueda giratoria o a un riel en movimiento producen fuerzas que desaceleran el movimiento. El freno no se compone de partes móviles ni de nexos mecánicos; tampoco está sujeto al desgaste friccional de los frenos mecánicos ordinarios. Mas aún, alcanza su máxima eficiencia a gran velocidad (porque la fuerza magnética aumenta con la velocidad relativa), que es el caso en el cual los frenos mecánicos sufrirán su mayor deterioro.