Elettrodinamica - induzione - induzione per moti relativi | |
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L'induzione per moti relativi | |
Caso 2 | |
Rotazione di un circuito indeformabile |
Come primo esempio di insorgenza di una corrente elettrica indotta in un circuito elettrico in presenza di movimento relativo tra sorgente del campo magnetico e circuito stesso, si consideri una spira quadrata indeformabile di filo conduttore immersa in un campo magnetico uniforme nello spazio e costante nel tempo. In figura sono evidenziate le linee di forza del campo. Dal caso 1 si sa che un semplice traslazione della spira non produce alcuna corrente elettrica indotta. Ma se la sprira, oltre a traslare (ma in realtà non è necessario anche questo moto), ruota in modo tale che vari il "numero" di linee di campo che attraversano la superficie da essa delimitata, allora sorge una corrente indotta per tutto il tempo in cui c'è moto. Si è in presenza dunque di un modello assai essenziale di dinamo (generatore elettrico).
Se invece la spira si trova immersa in un campo non uniforme, ma sempre costante nel tempo (come quello del secondo disegno in figura), qualsiasi moto di rototraslazione o semplicemente di rotazione induce nel conduttore che forma il circuito una corrente indotta.
Ciò si spiega facilmente se si considera che i movimenti della spira fanno sì che la superficie di cui essa è il contorno "taglia" tra il prima e il dopo un "numero" diverso di linee di campo. Si ha quindi variazione temporale del flusso F del campo magnetico associato a tale superficie. La forza elettromotrice indotta fa nascere così nel circuito una corrente elettrica il cui verso tende a conservare il flusso F (legge di Lenz).
E' importante sottolineare che si ottiene lo stesso risultato utilizzando come sorgente del campo magnetico una calamita o un'elettrocalamita alimentata con corrente elettrica continua e costante. Del resto, dal punto di vista magnetico una sbarra magnetizzata e un tratto della stessa lunghezza di filo elettrico piegato a formare un solenoide e percorso da corrente sono due oggetti del tutto equivalenti.