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.
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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
La corrente indotta è più intensa quando:
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  • 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.
Per decidere se il flusso è maggiore o minore di zero, dobbiamo scegliere qual è la faccia «positiva» della superficie. Per fissare le idee, possiamo immaginare di colorare di giallo la faccia scelta.
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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.
Si può quindi affermare che tale legge semplifica il quadro: afferma che, indipendentemente dai dettagli, la sola cosa che conta è la rapidità con cui varia il flusso del campo magnetico attraverso il circuito. Pertanto, per avere correnti indotte intense occorre variare il flusso di molto in poco tempo, per esempio cambiando velocemente il campo magnetico nella zona dove si trova il circuito,oppure variando rapidamente l’orientazione del circuito rispetto alle linee del campo.

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:
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  • 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.