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Corrente parassita (corrente di Foucault)

Che cos'è la corrente parassita?

Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica consiste nella manifestazione di una fem e quindi di una corrente indotta anche in assenza di generatore in un circuito elettrico ogni volta che si ha una variazione nel tempo del flusso del campo magnetico concatenato con la superficie del circuito stesso.

Muovendo ad esempio una calamita in una bobina è possibile far circolare corrente nel circuito e accendere una lampadina.

L'insorgenza di queste correnti indotte non è però soltanto limitata ai circuiti elettrici. Le correnti indotte si manifestano anche quando i conduttori si presentano sotto forma di lastre o grossi blocchi.

In questo caso tali correnti indotte prendono il nome di correnti parassite o correnti di Foucault, dal nome del fisico francese che per primo ne individuò l'esistenza.

Quando un blocco metallico è sottoposto ad una variazione di flusso di campo magnetico concatenato alla sua superficie al suo interno si manifestano correnti elettriche indotte che si presentano come dei vortici attorno alle linee di forza del campo magnetico.

Immaginiamo un pendolo metallico posto in oscillazione in una regione di spazio sede di un campo magnetico uniforme ortogonale al piano del pendolo.

Quando il campo magnetico è spento le oscillazioni del pendolo vanno smorzandosi in un certo periodo di tempo a causa dell'attrito con l'aria.

Quando invece il campo magnetico è acceso lo smorzamento del moto avviene più rapidamente. Questo perché parte dell'energia del pendolo viene dissipata per effetto Joule proprio dalle correnti parassite che si manifestano nella lastra che forma il pendolo:

Formazione di correnti parassite

Nel seguente grafico è rappresentata l'ampiezza dell'oscillazione di uno stesso pendolo formato da materiale conduttore in presenza o meno di un campo magnetico.

Si vede che l'oscillazione senza campo magnetico (curva in blu) dura per un periodo di tempo maggiore rispetto all'oscillazione in presenza del campo magnetico.

L'insorgenza delle correnti parassite nel secondo caso tendono a far dissipare più velocemente l'energia posseduta dal pendolo e che lo mantiene in oscillazione.

Questo fenomeno delle correnti parassite a volte può essere un effetto indesiderato come ad esempio nei motori elettrici o nei trasformatori provocando il surriscaldamento di questi dispositivi.

In molti casi però l'insorgenza delle correnti di Foucault sono sfruttate proprio per creare attrito elettrico o comunque calore: è il caso dei freni dei treni.

I moderni treni elettrici infatti hanno masse tali e raggiungono velocità così elevate che per frenare non possono utilizzare metodi meccanici come le automobili ma sfruttano il freno elettromagnetico.

Si tratta di far insorgere in fase di frenata nelle ruote delle correnti parassite grazie ad un campo magnetico generato da un elettromagnete, queste correnti fanno aumentare l'attrito consentendo alla massa del treno di frenare con precisione.

Altro dispositivo che sfrutta le correnti parassite è il piano di cottura ad induzione. La generazione di un campo magnetico variabile è affidata a delle bobine poste al di sotto del piano.

Questo campo magnetico variabile genera nelle pentole di materiale conduttore poste in prossimità del piano cottura delle correnti indotte che per effetto Joule scaldano la pentola stessa abbattendo i tempi di riscaldamento e soprattutto le dispersioni di calore in quanto il piano cottura rimane freddo.

Un piano cottura ad induzione quindi non funziona con pentole di materiale non conduttore come vetro o ceramica.

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