Forza controelettromotrice e correnti di Foucault

• Forza controelettromotrice:

Un motore è alimentato da corrente elettrica. La rotazione del motore provoca una variazione del flusso del campo magnetico. Per via della legge di Lenz

si crea un una differenza di potenziale ( e una corrente) indotta opposta al moto.

Esempio 29-10

Un motore a corrente continua ha una serpentina di R pari a 5 ohms. Il motore è alimentato da un potenziale di 120 V e, quando raggiunge la velocità limite la forza controelettromotrice è di 108 V. Calcolare la corrente al’istante della messa in moto e la corrente quando è a velocità limite

AR

VI 24 A

R

VVI fem 4.2

Correnti di Foucault

• Correnti parassite che si formano con la variazione del campo magnetico che attraversa un conduttore

• Le correnti generate dissipano energia per effetto Joule

Applicazioni:• freno elettrico: treni• metal detector: un campo magnetico pulsato genera una corrente di F.; il campo magnetico generato attiva l’allarme

Trasformatori:• è vitale ridurre le correnti di F.• costruzione a lame: aumento della resistenza

Forze dovute a un campo magnetico variabile

• Caso elettrostatico:

Se il circuito è chiuso b=a

• Nel caso non elettrostatico

Non è possibile definire un per ogni punto dello spazio → forza non conservativa

ldEVVVb

a

abba

0ldE

dt

dldE B

Applicazioni dell’induzione magnetica• MicrofonoUn avvolgimento collegato su una membrana è posto vicino a un magnete permanente. Le onde sonore avvicinano il circuito al magnete generando una forza elettromotrice.

• SismografoUn magnete è fissato allo strumento mentre l’avvolgimento è in condizioni inerziali. Il moto relativo generato dal terremoto induce una forza elettromotrice.

• Salvavita:La corrente di ritorno bilancia quella in andata: non c’è fem indotta

Se la corrente va a terra in altro modo la corrente di ritorno sarà inferiore → non c’è bilanciamento → fem

Specchio concavo

• Eq.:

di: distanza immagine; do: distanza oggetto; f: fuoco

r: raggio curvatura

Ingrandimento m:

oi dfd

111

2

rf

o

i

d

dm

di < f: l’immagine è virtuale ed ingrandita

di = f: l’immagine non si forma

2f> di > f: l’immagine è reale, invertita ed ingrandita

2f> di: l’immagine è reale ed invertita

di > 2f: l’immagine è reale, ridotta ed invertita

Esempio 32-6

Un oggetto alto 1 cm è posto a 10 cm da uno specchio concavo il cui raggio di curvatura è 30 cm. Disegnare il diagramma a raggi per localizzare la posizione dell’immagine. Determinare la posizione dell’immagine e l’ingrandimento

cmr

f 152

cmcmcmdfd oi 30

1

10

1

15

1111

310

30

cm

cm

d

dm

o

i

Specchio convesso

• valgono le equazioni dello specchio concavo• il raggio r e, di conseguenza, la focale f sono da considerare

negativi

Van Eyck, 1434

Esempio 32-7

Uno specchietto retrovisore esterno di un’automobile è convesso, con raggio pari a 16 m. Determinare la posizione dell’immagine e il suo ingrandimento per un oggetto che si trovi a 10 m dallo specchio.

mmmdfd oi 4.4

1

10

1

8

1111

44.010

4.4

m

m

d

dm

o

i

Fibra ottica• Meccanismo: riflessione totale

Applicazioni:• telecomunicazioni• medicina