Campo elettrico e campo magnetico indotto
Come già visto precedentemente...
- La legge di Faraday-Neumann, mette in relazione la forza elettromotrice indotta con la rapidità di variazione del flusso di campo magnetico attraverso la superficie delimitata da un circuito.
Usando la derivata del flusso del campo magnetico rispetto al tempo, possiamo esprimere questa legge con l'equazione:
Inoltre:
- La legge di Faraday -Neumann lega direttamente tra loro il campo elettrico ed il campo magnetico, senza più riferimento ad alcun circuito di filo conduttore: in effetti, in accordo con il concetto generale di "campo", il campo elettrico esiste indipendentemente dalle cariche che, muovendosi in un circuito, ne rivelano l'esistenza.
LE PROPRIETA' DEL CAMPO ELETTRICO INDOTTO
La circuitazione del campo elettrico indotto
Possiamo intanto affermare che la circuitazione all'interno nel campo elettrico indotto, dipende dalla variazione del campo magnetico, quindi, poichè il flusso del campo magnetico è diverso da zero, anche la circuitazione non è nulla.
Quindi:
- Il campo elettrico indotto è un campo non conservativo.
Inoltre:
- Le linee del campo del elettrico generato da un campo magnetico variabile sono chiuse e perpendicolari in ogni punto al campo magnetico stesso.
In accordo con la legge di Lenz, possiamo notare che:
- Se l'intensità del campo magnetico aumenta, le linee del campo elettrico sono orientate in un determinato verso;
- se l'intensità del campo magnetico diminuisce, le linee del campo elettrico si avvolgono nel verso opposto.
LE PROPRIETA' DEL CAMPO MAGNETICO INDOTTO
IL TERMINE MANCANTE
Il fisico scozzese Marwell, scoprì una ragione che obbliga a correggere la legge di Ampere.
La corrente di spostamento - la circuitazione del campo magnetico indotto
Il condensatore rappresentato in figura si sta caricando, perchè nei fili a esso collegati passa una corrente elettrica di intensità i.
Possiamo quindi calcolare la circuitazione del campo magnetico lungo più cammini e confrontiamo i risultati.
Applicando la legge di Ampere si ottiene quindi che la circuitazione del campo magnetico è diversa de zero attorno al filo percorso da corrente, ma si annulla bruscamente tra le armature del condensatore.
Inoltre, attorno al bordo del condensatore è indeterminata ed è per questo risultato insoddisfacente che Maxwell corregge la legge di Ampere.
Aggiungendo, quindi, alla formula iniziale:
Il fisico scozzese Maxwell, era convinto della sostanziale simmetria tra campo elettrico e campo magnetico, e fu per questo motivo che alle formule che mettono in relazione la circuitazione del campo elettrico con la rapidità del flusso di campo magnetico, egli incluse la corrente di spostamento, che dipende dalla variazione del flusso del campo elettrico.
Ed è proprio per questa simmetria che:
- Anche un campo elettrico variabile può dare origine ad un campo magnetico indotto.
Inoltre:
Le linee del campo magnetico indotto hanno la stessa forma delle linee di campo elettrico indotto, ma seguono una "regola del verso" diversa e opposta.
Come possiamo notare:
- in un campo elettrico uniforme nello spazio e crescente nel tempo, le linee del campo magnetico indotto sono circolari e hanno verso opposto a quello visto, in condizioni analoghe, per il campo elettrico indotto;
- le linee del campo magnetico indotto si invertono se l'intensità del campo elettrico diminuisce: anche in questo caso l'orientamento del campo magnetico è opposta a quella che avrebbe il campo elettrico indotto in un campo magnetico crescente.