La corrente indotta
Cos'è la corrente indotta?
- La corrente indotta è una corrente che si manifesta in un circuito ogni volta che questo è posto in una regione di spazio dove è presente un campo magnetico variabile nel tempo.
L'ESPERIMENTO DI FARADAY
Può un campo magnetico generare una corrente elettrica?
- Immaginiamo di avere a disposizione una calamita ed una bobina collegata ad una lampadina.
Come quanto dimostrato nell'immagine sopra riportata, muovendo la calamita dentro la bobina noteremo che:
- Nel momento in cui muoviamo la calamita in su e in giù, la lampadina si accende: nel circuito circola una corrente.
- Nel momento in cui la calamita è ferma, la lampadina non si accende: nel circuito non c’è corrente.
Si può quindi facilmente notare come la corrente non è creata da una pila o da una batteria bensì dal movimento della calamita:
- Un campo magnetico che varia genera una corrente indotta.
L’intensità della corrente indotta dipende da tre grandezze:
- la variazione del campo magnetico esterno;
- l’area del circuito indotto;
- il suo orientamento
- muoviamo con maggiore rapidità la calamita, per ottenere un campo magnetico che varia più velocemente;
- la bobina ha un maggior numero di spire, così che l’area del circuito è più grande;
- cambiamo più rapidamente l’orientazione del circuito rispetto alle linee del campo magnetico.
Qual'è il segno del flusso del campo elettromagnetico?
- Per definizione, è positivo il flusso di un campo magnetico le cui linee escono dalla faccia positiva della superficie.
LA LEGGE DI FARADAY-NEUMANN
- Il valore della forza elettromotrice indotta è uguale al rapporto tra la variazione del flusso del campo magnetico e il tempo necessario per avere tale variazione.
LEGGE DI LENZ
- Qual'è il verso della corrente indotta?
Come abbiamo già visto, nel momento in cui una calamita si avvicina a un circuito, il campo magnetico prodotto dalla calamita sulla superficie del circuito aumenta.
La variazione del flusso magnetico produce una corrente indotta che, a sua volta, genera un proprio campo magnetico.
Ci sono quindi due campi magnetici:
• il campo magnetico della calamita, che crea la variazione di flusso. (B)
• il campo magnetico dalla corrente indotta. (B indotto)
- Tenendo conto che questi due campi si sommano come vettori esaminiamo le due possibilità:
- se la corrente indotta circola in senso orario, Bindotto è diretto verso il basso e rinforza l’aumento di B;
- se invece la corrente indotta va in senso antiorario, Bindotto è diretto verso l’alto e contrasta l’aumento di B.
Nel primo caso, il campo indotto accentuerebbe l’aumento del flusso totale che , a sua volta, creerebbe una corrente indotta più intensa e quindi un nuovo campo magnetico indotto, innescando un processo senza fine: si otterrebbe così una corrente elettrica, e cioè energia elettrica, gratis, in contrasto con il principio di conservazione dell’energia.
Poiché questo non è possibile, la corrente indotta deve circolare in senso antiorario, in modo da contrastare l’aumento del campo della calamita.
Quindi il principio di conservazione dell’energia determina il verso della corrente indotta e per questo motivo...
...la legge di Lenz afferma che:
- il verso della corrente indotta è sempre tale da opporsi alla variazione di flusso che la genera.