Legge di Faraday Neumann Lenz
Che afferma la legge di Faraday Neumann Lenz?
Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica riguarda la manifestazione di una fem indotta e quindi di una corrente indotta in un circuito anche in assenza di un generatore di tensione.
La legge che spiega questo fenomeno, conosciuta come legge di Faraday-Neumann-Lenz, permette di calcolare in ogni caso l'intensità delle correnti indotte in un circuito.
Ogni volta che il flusso Φ(B) del vettore campo magnetico concatenato alla superficie di un circuito varia al passare del tempo, si manifesta nel circuito una forza elettromotrice indotta pari al rapporto, cambiato di segno, tra la variazione di flusso ΔΦ e il tempo Δt in cui essa avviene
L'intensità della corrente indotta si calcola a partire dalla prima legge di Ohm, ossia è espressa dal rapporto della f.e.m. indotta con la resistenza R del circuito:
Si deve a Lenz in particolare l'aver scoperto che il verso delle correnti indotte è sempre tale che le azioni magnetiche da esse prodotte tendono ad annullare le variazioni di flusso che le hanno generate; questo fenomeno è espresso nella legge di Faraday-Neumann dal segno meno (si veda: legge di Lenz)
fem e corrente medie vs fem e corrente istantanee
Le due espressioni appena viste che consentono di calcolare la fem indotta e la corrente indotta in un circuito quando vi è una variazione di flusso di campo magnetico concatenato con la superficie racchiusa dal circuito vanno applicate quando si conoscono il valore iniziale e quello finale del flusso del campo magnetico e l'intervallo di tempo in cui avviene tale variazione. Si parla quindi in questi casi di fem media e corrente media indotte.
Quando il problema ci fornisce la legge con cui varia nel tempo il flusso del campo magnetico o comunque si può ricavare dai dati tale legge per calcolare la fem indotta e la corrente indotta in funzione del tempo bisogna utilizzare l'operatore matematico di derivata. In tal caso quindi si parlerà di fem e corrente istantanee.
Unità di misura della fem indotta
L'unità di misura della fem indotta è il volt [V] infatti il rapporto tra flusso di campo magnetico che si misura in weber e tempo equivale a:
Il prodotto da newton [N] e metro equivale a un lavoro [J] e il lavoro fratto la carica è per definizione il volt ovvero la differenza di potenziale che esiste tra due punti dello spazio in cui si muove una carica elettrica:
Flusso tagliato e flusso concatenato
I fenomeni di induzione elettromagnetica si possono dividere in due categorie a seconda che la variazione di flusso riguardi il flusso tagliato dal circuito o il flusso concatenato con esso.
La variazione di flusso tagliato del campo magnetico si verifica tutte le volte che un circuito, o una sua parte, si muove entro un campo magnetico costante ed uniforme oppure un campo magnetico si muove rispetto al circuito.
La variazione di flusso concatenato si verifica quando si hanno circuiti fissi, indeformabili, percorsi da correnti variabili nel tempo; esempi tipici di correnti indotte dovute a variazioni di flusso concatenato si hanno nei fenomeni di autoinduzione e di mutua induzione.
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