Il magnete nella bobina: la corrente indotta
Nel 1831 Faraday scoprì che un magnete in movimento vicino a una bobina fa nascere in essa una corrente, anche senza pile. La corrente c’è solo mentre il flusso magnetico attraverso la bobina cambia: più il movimento è rapido, più la forza elettromotrice indotta è grande. Il verso è sempre tale da opporsi alla variazione (legge di Lenz).
Il tuo dispositivo è impostato per ridurre le animazioni, quindi la scena è ferma: premi Avvia quando vuoi vederla in movimento.
Φ = B · A (campo perpendicolare alla spira)
Il flusso del campo magnetico attraverso una spira è il prodotto del campo per l’area. Avvicinando il magnete il campo nella bobina cresce, e con lui il flusso; allontanandolo, cala. La forza elettromotrice indotta è la rapidità con cui il flusso cambia, moltiplicata per il numero di spire: ε = −N ΔΦ / Δt.
Il segno meno è la legge di Lenz: la corrente indotta crea un campo che si oppone alla variazione del flusso. Se il nord del magnete si avvicina, la faccia della bobina rivolta verso di lui diventa un nord e lo respinge; se si allontana, diventa un sud e lo trattiene. Per muovere il magnete serve lavoro: da lì viene l’energia della corrente.
Quando il magnete è fermo, anche dentro la bobina, l’ago torna a zero. Il magnete della scena ha un momento di 1 A m² e la bobina un raggio di 2 cm; il galvanometro mostra la forza elettromotrice, e il grafico il flusso (viola) e la fem (rossa) negli ultimi secondi.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
Percorsi personalizzati di Matematica e Fisica con un docente di ruolo: per capire il perché delle formule, non solo il come si applicano.