Le correnti parassite

Il magnete che cade in un tubo di rame

Un magnete lasciato cadere in un tubo di plastica arriva giù in meno di mezzo secondo. In un tubo di rame della stessa lunghezza scende lentamente, a velocità costante. Il rame non è magnetico: il magnete che cade fa cambiare il flusso nelle «spire» di rame del tubo, e nascono correnti indotte (correnti parassite) che per la legge di Lenz si oppongono al moto.

Tempo nel tubo di plastica —
Velocità limite nel metallo —
Tempo nel tubo di metallo —
Calore prodotto nel tubo —
caduta libera: t = √(2 h / g)
velocità limite: la forza delle correnti indotte eguaglia il peso

Sotto il magnete che scende il flusso nel tubo cresce, sopra cala: nelle due zone nascono correnti circolari di verso opposto (gli anelli disegnati). Per la legge di Lenz quella sotto respinge il magnete e quella sopra lo attira: entrambe lo frenano.

La forza frenante cresce con la velocità, e presto eguaglia il peso: il magnete scende a velocità costante. Più il metallo conduce e più la parete è spessa, più le correnti sono intense e più la velocità limite è piccola: nel modello della scena v è inversamente proporzionale alla conducibilità e allo spessore, tarata su un magnete al neodimio di 20 g in un tubo di rame di 1,5 mm.

Nel tubo di metallo l’energia potenziale del magnete non diventa energia cinetica ma calore, per effetto Joule nelle correnti parassite. Lo stesso principio frena i treni e le montagne russe con i freni magnetici, senza nulla che si consumi.

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