Induzione elettromagnetica
La corrente indotta
un campo magnetico che varia genera una corrente indotta: il fenomeno si chiama induzione elettromagnetica (e.m.).
Mettiamo vicino al circuito senza batteria (circuito indotto) un secondo circuito in cui varia l'intensità di corrente (circuito induttore):
Quando varia il campo magnetico esterno ad un circuito, in questo si genera una corrente indotta.
l'orientazione del circuito.
l'area del circuito indotto;
la rapidità di variazione del campo magnetico esterno;
la corrente indotta dipende da tre grandezze:
è più intensa quando:
Si ha corrente indotta quando varia il flusso del campo magnetico attraverso l'area che ha come contorno il circuito.
Legge di Faraday-Neumann
la forza elettromotrice indotta in un circuito è uguale al rapporto, cambiato di segno, tra la variazione del flusso del campo magnetico attraverso il circuito, in un intervallo di tempo delta t, e delta t stesso.
La legge di Lenz
conoscendo la resistenza R del circuito possiamo calcolare il valore della corrente indotta:
il segno “–” rappresenta la legge di Lenz (vedremo in seguito);
delta fi/delta t rappresenta la rapidità con cui varia il flusso di B;
Quando una calamita si avvicina ad un circuito, il campo B nella zona del circuito aumenta;
la variazione di flusso delta fi genera una corrente indotta, che a sua volta genera un campo magnetico indotto.
B calamita
Vi sono due campi magnetici:
che crea il B indotto,
.
Qual è il verso della corrente indotta? Ci sono due possibilità:
se la corrente indotta circola in senso orario,B indotto circola verso il basso e rinforza l'aumento di Delta B calamita.
se circola in senso antiorario,B indotto é diretto verso l'alto e contrasta l'aumento di Delta B calamita.
il verso della corrente indotta è sempre tale da opporsi alla variazione di flusso che la genera.
Quindi la corrente indotta deve circolare come nel caso B), secondo la Legge di Lenz:
Questo non è possibile perché viola il principio di conservazione dell'energia.
Caso A): ci sarebbe un aumento del flusso totale, corrente indotta più intensa: un processo senza fine che produrrebbe energia gratis.
Significato della legge di Lenz:
una corrente indotta, causata da un aumento DeltaB di un campo magnetico esterno B, genera un campo magnetico indotto che ha verso opposto a quello di B;
una corrente indotta, causata da una diminuzione Delta B di un campo magnetico esterno B, genera un campo magnetico indotto che ha lo stesso verso di B.