Induzione elettromagnetica: la connessione tra fenomeni elettrici e magnetici è una strada a doppio senso.... Correnti indotte e legge di Faraday Neumann

Quando nel 1820 Oersted con il suo esperimento aveva dimostrato che un filo percorso da corrente provoca un campo magnetico gli scienziati cominciarono a chiedersi se il fenomeno fosse simmetrico cioè se un campo magnetico potesse creare una corrente. Proprio per questo vennero eseguiti diversi esperimenti che dimostrarono che un campo magnetico può generare una corrente indotta. Tali esperimenti misero in risalto che la correnti indotte si presentavano in un conduttore ogni qualvolta questo era immerso in un campo magnetico variabile e permanevano fino a che vi era una variazione del flusso del campo magnetico. 

Il flusso del campo magnetico ha come unità di misura il Weber (Wb).

Esperimento 1

Una spira viene fatta muovere in un campo magnetico a velocità uniforme e perpendicolare a l campo magnetico: in questo esperimento varia l'estensione della superficie che è immersa nel campo magnetico (quindi varia il flusso del campo magnetico!).

Esperimento 2

Una spira ruota con velocità angolare costante in un campo magnetico uniforme: in questo esperimento si ha una variazione dell'angolo tra la superficie e il campo magnetico (quindi varia il flusso del campo magnetico!).

Esperimento 3

Un magnete si avvicina e si allontana con moto rettilineo uniforme da un solenoide: varia l'intensità del campo magnetico (quindi varia il flusso del campo magnetico!)

Gli esperimenti dimostrano che la presenza della corrente indotta è sempre riconducibile ad una variazione del flusso del campo magnetico e la legge di Faraday Neumann ci permette di quantificare la forza elettromotrice indotta in un circuito in un intervallo di tempo.

Dalla legge di Faraday Neumann unita alla prima legge di Ohm si può ricavare l'intensità della corrente indotta

La legge di Lenz e il verso della corrente indotta

Il segno meno che compare nella legge di Faraday Neumann è stato introdotto dallo scienziato Lenz che afferma che

il verso della corrente indotta è tale da generare un campo magnetico indotto che si oppone alla variazione che l'ha generato.

(Vedi esercizio Legge di Lenz »)

Domande sull'induzione elettromagnetica

• Che cos'è una corrente indotta?
• Che cosa afferma la legge di Faraday Neumann?
• Che cosa afferma la legge di Lenz e in ch emodo si ricollega alla legge di Faraday Neumann?
• Descrivi il fenomeno dell'autoinduzione
• Ricava l'espressione analitica che lega il valore dell'induttanza di un solenoide alle sue caratteristiche geometriche
• Descrivi il funzionamento di un alternatore
• Descrivi il funzionamento di un trasformatore
• Che cosa si intende con il termine impedenza di un circuito elettrico?
• Che cosa si intende per corrente efficace?

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