La sbarretta che scorre sui binari
Una sbarretta conduttrice appoggiata su due binari chiusi da un resistore forma un circuito. Se la sbarretta scorre in un campo magnetico, l’area del circuito e quindi il flusso cambiano: nasce una forza elettromotrice ε = B L v. La corrente che ne risulta, nel campo, produce una forza che si oppone al moto: per mantenere la velocità bisogna tirare, e il lavoro fatto diventa calore nel resistore.
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I = ε / R, F = B I L = B² L² v / R
In un tempo Δt la sbarretta, lunga L = 50 cm, avanza di v Δt e l’area del circuito cresce di L v Δt: il flusso cresce di B L v Δt, e la forza elettromotrice è ε = B L v. Si arriva allo stesso risultato con la forza di Lorentz sugli elettroni della sbarretta.
Il campo è entrante e il flusso cresce: la corrente indotta gira in verso antiorario, così che il suo campo, dentro il circuito, sia uscente. È la legge di Lenz. Sulla sbarretta percorsa da corrente il campo esercita la forza B I L, rivolta all’indietro.
Per far andare la sbarretta a velocità costante bisogna tirarla con una forza uguale: la potenza meccanica F v è esattamente la potenza elettrica R I² che scalda il resistore. L’energia si conserva: l’induzione trasforma lavoro in energia elettrica, come in ogni generatore.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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