Campo magnetico e campo magnetico indotto
Introduzione
Dopo aver analizzato nel lavoro precedente la "Legge di Faraday-Neumann", che esprime la relazione tra la forza elettromotrice indotta in un circuito e il flusso del campo magnetico attraverso la superficie interessata dal circuito indotto; e "La legge di Lenz" che permette di determinare il verso di circolazione della corrente indotta a partire dal flusso del campo magnetico che la genera, diventa fondamentale attenzionare:
Proprietà del campo elettrico indotto
Innanzitutto, mettendo un anello conduttore all'interno di un campo magnetico, notiamo che all'aumentare di B si genera una corrente indotta che fa muovere gli elettroni interni all'anello.
In genere, nel momento in cui una carica elettrica è in accelerazione, su di essa agisce un campo elettrico.
In questo caso, però, il campo elettrico non è generato, come al solito, dal movimento di cariche elettriche libere, ma è anch’esso indotto e quindi generato dal campo magnetico variabile.
- Quindi possiamo dire che un campo elettrico che causa una corrente indotta (campo elettrico indotto) è generato da un campo magnetico che varia nel tempo.
In particolare:
- Le linee del campo del elettrico generato da un campo magnetico variabile sono chiuse e perpendicolari in ogni punto al campo magnetico.
Possiamo notare, in accordo con la Legge di Lenz, che:
- Se l'intensità del campo magnetico aumenta, le linee del campo elettrico hanno tutte lo stesso verso;
- se l'intensità del campo magnetico diminuisce, le linee del campo elettrico si avvolgono in senso opposto al precedente.
Inoltre precisiamo che:
Il campo elettrico indotto è caratterizzato dal valore della sua circuitazione, dato dalla formula:
Allora, in questo caso, la circuitazione dipende dalla variazione del flusso del campo magnetico.
Quindi, poiché per i campi elettrici indotti il campo magnetico è variabile e conseguentemente presenta un flusso diverso da zero, anche la circuitazione non è nulla.
Allora, in questo caso, la circuitazione dipende dalla variazione del flusso del campo magnetico.
Quindi, poiché per i campi elettrici indotti il campo magnetico è variabile e conseguentemente presenta un flusso diverso da zero, anche la circuitazione non è nulla.
- In conclusione, il campo elettrico indotto è un campo non conservativo.
In questo contesto è fondamentale precisare che James Clerk Maxwell scoprì una ragione che obbliga a modificare la legge di Ampere.
-Maxwell aggiunse infatti alla legge di Ampere il termine "corrente di spostamento".
La corrente di spostamento
Il condensatore rappresentato nelle figure sotto si sta caricando, perchè nei fili a esso collegati passa una corrente elettrica di intensità i. Calcoliamo allora la circuitazione del campo magnetico lungo più cammini e confrontiamo i risultati.
Quindi, applicando la legge di Ampère, si ottiene che la circuitazione del campo magnetico è diversa de zero attorno al filo percorso da corrente, ma si annulla tra le armature del condensatore.
Inoltre, attorno al bordo del condensatore è indeterminata.
Proprio per evitare questo risultato insoddisfacente, come già accennato precedentemente, Maxwell corregge la legge di Ampere scrivendo:
Egli aggiunse quindi alla formula:
Dopo aver analizzato tutto ciò, è possibile quindi affermare che:
- Anche un campo elettrico variabile può dare origine ad un campo magnetico indotto.
- Campi elettrici variabili.
- Correnti elettriche
- Campi elettrici variabili
In aggiunta:
Le linee del campo magnetico indotto hanno la stessa forma delle linee di campo elettrico indotto, ma il loro verso segue una regola opposta.
