Elettromagnetismo - elettrodinamica - circuiti magnetici | |
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Circuiti magnetici | |
Analogia formale con i circuiti elettrici |
In un circuito elettrico il generatore produce una certa forza elettromotrice (si pensi alla fem erogata da una pila elettrochimica) che permette il passaggio di corrente elettrica, mentre i fili conduttori offrono una certa resistenza al movimento degli elettroni. Ne segue che i parametri salienti di un cicuito elettrico sono la fem E del generatore, l'intensità I della corrente e la resistenza R delle parti del circuito. Queste tre grandezze sono legate tra loro dalla legge di Ohm, E = RI.
Per quanto riguarda un circuito magnetico, il campo magnetico che genera il flusso magnetico Φ entro il mezzo ferromagnetico (cioè ad alta permeabilità magnetica) è prodotto dalla corrente I che circola negli N avvolgimenti che fa il filo intorno ad una parte del circuito (per il confinamento magnetico non serve che il filo avvolga tutto il mezzo ferromegnetico). Si definisce allora forza magnetomotrice E* la grandezza E* = NI.
Generalmente un circuito magnetico è formato da più tratti di lunghezza L di materiale ferromegnetico a sezione S costante e di permebilità magnetica μ e da tratti in aria di lunghezza t molto contenuta e area S detti traferri. Si definisce riluttanza R* di un tratto di circuito magnetico la quantità così definita: R* = L/(μS) per il mezzo ferromagnetico e R* = t/(μariaS) per ogni traferro.
La forza magnetomotrice E* è legata al flusso magnetico F tramite la riluttanza R* ovvero si può scrivere (legge di Hopkinson) E* = R*Φ. Tale espressione è formalmente analoga alla legge di Ohm per i circuito elettrici e in effetti è presente un'analogia formale tra i due circuiti. La tabella che segue mette in evidenza le relazioni tra grandezze equivalenti. In altre parole, un circuito magnetico viene studiato attraverso il suo equivalente elettrico.
Equivalenze formali tra circuito magnetico e circuito elettrico | |||
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Circuito magnetico | Circuito elettrico | ||
Forza magnetomotrice | E* = NI | Forza elettromotrice | E |
Flusso magnetico | Φ | Corrente elettrica | I |
Riluttanza | R* | Resistenza | R |
Legge di Hopkinson | E* = R*Φ | Legge di Ohm | E = RI |