Elettromagnetismo - Elettrodinamica | |
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Supporto teorico | |
L'induzione elettromagnetica |
L'osservazione di Oersted aprì la strada ad una lunga serie di risultati sperimentali di notevole importanza (Ampère, Sturgeon, Ohm, Faraday 1821). Ma una questione restava ancora senza risposta: il legame tra magnetismo e l'elettricità ovvero se un campo magnetico fosse in grado di dar vita ad una corrente elettrica in un conduttore posto entro di esso. Questa fu la domanda, coltivata per circa un decennio, cui lo scienziato inglese Faraday, uno sperimentatore senza pari, cercò di dare una risposta riuscendovi, dopo una serie di insuccessi, nel 1831. Tuttavia va detto che già in precedenza i francesi Ampère e Arago ebbero idee analoghe, tant'è che Ampère fece addirittura alcuni esperimenti in merito che rasentarono la scoperta dell'induzione.
Cause d'insorgenza di correnti indotte |
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Presenza di moti relativi tra circuito e sorgente del campo magnetico |
Presenza di variazioni temporali del campo in assenza di moto relativo tra circuito e sorgente |
Il legame tra magnetismo ed elettricità, rappresentato appunto dall'induzione, è più complicato rispetto al suo opposto, perché esso si verifica solo in presenza di "variazioni" (campo magnetico, intensità di corrente e forma del circuito elettrico), le quali si traduco tutte in variazioni temporali del flusso del campo magnetico. Queste variazioni temporali del flusso del campo magnetico concatenato con un circuito elettrico generano un campo elettrico indotto in grado di dar vita ad una forza elettromotrice (differenza di potenziale) in elementi isolanti o nei circuiti elettrici aperti o a correnti elettriche indotte nei circuiti veri e propri.
Le osservazioni, qui appena accennate, sono d'obbligo se si vuole mettere bene in luce l'effetto principale (campo elettrico indotto) dell'induzione rispetto a quello secondario (correnti indotte). Si deve poi al fisico russo Lenz la formulazione della cosiddetta legge di Lenz che descrive l'effetto della forza elettromotrice indotta. Le cause che stanno alla base dell'insorgenza nei circuiti elettrici di correnti indotte possono essere raccolte in due categorie (vedi tabella). Un gran numero di strumenti del Vecchio Gabinetto di Fisica si servono per funzionare del fenomeno dell'induzione.