Elettrodinamica - induzione - induzione per variazioni temporali | |
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L'induzione per variazioni temporali | |
Un esempio |
Si consideri il dispositivo in figura. Si tratta di un'elettrocalamita alimentata da una batteria (quindi eccitata da una corrente elettrica continua). Con l'elettrocalamita in funzione non si ha alcuna corrente indotta nell'altro circuito elettrico fermo nello spazio (l'ago mobile del galvanometro non si muove dalla sua posizione d'equilibrio). Tuttavia aprendo l'interruttore, il galvanometro segnala il passaggio di una corrente che si interrompe quasi subito. Essa ricompare, ma con verso invertito, quando si richiude l'interruttore e va poi a zero quasi subito.
Se ne deduce, come fece lo stesso Faraday nei suoi famosissimi esperimenti del 1831, che sono le variazioni temporali del campo magnetico prodotto dall'elettrocalmita (causate dall'interruzione della corrente che la alimenta) a produrre la corrente indotta nel circuito elettrico collegato con il galvanometro. Infatti quando l'elettrocalamita si porta a regime, il suo campo non uniforme nello spazio resta costante nel tempo e, non essendoci alcun moto relativo tra i due dispositivi, non sussistono le condizioni per il manifestarsi del fenomeno dell'induzione.
La cosa si spiega assai facilmente considerando il flusso F del campo magnetico associato alla superficie di cui la spira del circuito di prova fa da contorno. Aprendo l'interruttore si modifica la configurazione del campo magnetico nello spazio e ciò modifica il flusso del campo magnetico concatenato con il circuito. In particolare il flusso F tende a calare se si toglie corrente agli avvolgimenti dell'elettrocalmita. Per la legge di Lenz nasce nel circuito una corrente indotta il cui verso è tale da produrre un campo magnetico che conserva per quanto possibile il flusso F e che quindi si oppone alla sua variazione temporale. Chiedendo l'interruttore, nasce invece nel circuito una corrente indotta con verso di circolazione contrario, in quanto essa tende ad opporsi con un campo magnetico all'incremento del flusso F concatenato con il circuito.