LEGGE DI FARADAY-NEUMANN-LENZ

Consideriamo il seguente circuito:

Solenoide che genera un campo magnetico variabile e galvanometro che misura la forza elettromotrice indotta nella spira

in cui notiamo un solenoide che genera un campo magnetico H la cui intensità può essere variata agendo sul resistore variabile R, ed una spira avente sezione S, immersa nel campo magnetico. Se indichiamo con B la induzione magnetica prodotta nella spira, il flusso magnetico della spira sarà

F = B S

qualora la spira sia ortogonale alle linee di induzione. Lo strumento G è un galvanometro, in grado di misurare piccoli valori di tensione.

Se il solenoide, la spira, il potenziometro restano fermi, non si nota alcuna tensione misurata dal galvanometro. Qualora, invece, anche uno solo dei tre componenti subisce una variazione, vi sarà una tensione misurata dal galvanometro. Quindi per ottenere una certa tensione nella spira si può:

  1. Tenere fermo il solenoide e muovere la spira.
  2. Tenere ferma la spira e muovere il solenoide.
  3. Muovere sia il solenoide sia la spira.
  4. Tenere ferma la spira e il solenoide e muovere il potenziometro.

Solo durante il movimento o la variazione, vi è tensione; non appena il movimento o la variazione si arresta, la tensione sparisce.

La tensione che si forma nella spira si dice forza elettromotrice indotta, e la indichiamo con la lettera e minuscola, per indicare che varia istante per istante. La causa che genera tale forza elettromotrice indotta è la variazione di flusso magnetico della spira. Ciò può essere sintetizzato con la legge di Faraday - Neumann - Lenz che dice: la forza elettro motrice indotta in una spira, a causa di una variazione di flusso magnetico concatenato con la spira è direttamente proporzionale alla variazione di flusso, è inversamente proporzionale al tempo in cui tale variazione di flusso avviene, ed ha verso tale da opporsi alla causa che l'ha generata. In formula abbiamo

e = - dFC   

      dt

dove e è la forza elettromotrice indotta, dF C è la variazione di flusso, dt è la variazione del tempo.


 
AUTOINDUZIONE

Un solenoide percorso da corrente elettrica genera un campo magnetico in cui esso stesso è immerso. Se tale campo magnetico è variabile, vi si genera nel solenoide una forza elettro motrice indotta, secondo la legge di Faraday - Neumann - Lenz. Tale forza elettro motrice si dice di autoinduzione, perché viene indotta dal solenoide stesso e non da un altro solenoide.

Esiste una relazione tra corrente e flusso concatenato col solenoide, che è la seguente:

F C = L i

dove F C è il flusso concatenato col solenoide, L è detto coefficiente di autoinduzione, i è la corrente che attraversa il solenoide. Unità di misura dell'autoinduzione L è l'henry.

MUTUA INDUZIONE

Quando due solenoidi sono posti nelle immediate vicinanze oppure sono avvolti l'uno sull'altro, si dice che i due solenoidi sono mutuamente accoppiati, in quanto una variazione di corrente di un solenoide genera nell'altro solenoide una forza elettromotrice indotta. Per tenere conto di questo si introduce un coefficiente di muta induzione M; unità di misura di M è l'henry. Dato il seguente schema:

se indichiamo con i1 la corrente che circola nel primo solenoide, con e2 la forza elettro motrice indotta nel secondo solenoide, otteniamo:

e2 = - M di1

      dt

 

dove di1 indica la variazione di corrente nel primo solenoide, dt indica la variazione di tempo in cui è avvenuta di1.

 

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