Elettromagnetismo

11. L’induzione elettromagnetica

1. La corrente indottaSappiamo che una corrente elettrica genera un campo magnetico.Viceversa, si verifica che un campo magnetico che varia genera una corrente indotta (induzione elettromagnetica)Applicazioni. Contagiri, pick up delle chitarre elettriche

1. La corrente indottaIn generale, si osserva che

si ha una corrente indotta quando varia il flusso del campo magnetico attraverso la superficie che ha per contorno il circuito indotto.

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Perciò, la corrente indotta dipende da: rapidità di variazione di B, area S del circuito indotto e sua orientazione α

Descrive in modo generale il fenomeno dell’induzione elettromagnetica: In un circuito elettrico, immerso in un campo magnetico, ogni volta che il flusso Φ(B)

del campo magnetico attraverso la superficie delimitata dal circuito varia nel tempo, si genera una forza elettromotrice indotta (generatore, ddp) (e una corrente indotta)

direttamente proporzionale alla variazione del flusso di B Dividendo per la resistenza R del circuito (I legge di Ohm), si ottiene la corrente indotta

E’ una conseguenza della forza di Lorentz agente sugli elettroni di conduzione presenti nel circuito

2. La legge di Faraday-Neumann

t

Bfem

t

B

RR

fi Sem

1

3. La legge di Lenz Spiega il segno – presente nella legge di Faraday-Neumann: Il verso della corrente indotta è tale da opporsi, per mezzo del

campo magnetico da essa prodotto, alla causa che ha determinato la corrente, cioè alla variazione del flusso Φ(B) che la genera

Conseguenza del principio di conservazione dell’energia Applicazioni: correnti di Foucault (o parassite), freni magnetici

4. L’autoinduzioneAutoinduzione:La variazione della corrente in un circuito elettrico genera una forza elettromotrice indotta nel circuito stesso

Chiusura di un circuito elettrico: la variazione della corrente provoca una variazione del campo magnetico, quindi del flusso di campo magnetico attraverso il circuito, quindi si genera una corrente indotta che, per la legge di Lenz, rallenta la crescita della corrente.

Apertura di un circuito elettrico: la corrente si annulla con ritardo

4. L’induttanza di un circuito Il flusso di campo magnetico che attraversa un circuito è direttamente proporzionale all’intensità di corrente del circuito

L = induttanza, caratteristica del circuito o di una bobina inserita in esso

Unità di misura: henry (H) = Wb / A

LiB

Legge di Faraday-Neumann per i circuiti induttivi

Corrente di chiusura del circuito

t

iL

t

Bfem

tL

Rem eR

fti 1

5. L’energia del campo magnetico

Alla chiusura dell’interruttore, in un circuito che contiene un generatore e un’induttanza L, si genera una forza elettromotrice indotta che si oppone al fluire della corrente elettrica.Quindi, per portare la corrente al suo valore di regime I, il generatore deve compiere un lavoro contro tale effetto ritardante

2

2

1LiWL

Tale energia è immagazzinata nel campo magnetico dell’induttanza e viene restituita, mediante l’effetto Joule, quando, una volta aperto il circuito, la corrente continua ancora a fluire per un certo tempo