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Esempi di campi magnetici- La Terra. Esempi di campi magnetici-Il filo indefinito. Esempi di campi magnetici-La Spira circolare. Esempi di campi magnetici-Il solenoide. Teorema di Ampère. La circuitazione.
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La circuitazione Supponiamo di considerare un qualsiasi percorso chiuso C e di sceglierne anche il verso di percorrenza. Suddividiamo il percorso in infiniti elementi La circuitazione G del campo magnetico è il risultato della seguente operazione matematica Si tratta di calcolare quanto il campo sia “proiettabile” sul circuito scelto
Esempi La circuitazione è nulla perché per ogni elemento della somma esisterà un elemento opposto che annulla il suo contributo nella somma stessa. Il campo segue perfettamente il circuito per cui la circuitazione G sarà massima
Il teorema di Ampère La circuitazione del campo magnetico è direttamente proporzionale alla corrente totale che rimane concatenata (intrappolata) alla linea chiusa. Per itot si intende la somma algebrica delle correnti concatenate al circuito. i C C -i i
Applicazioni Il solenoide infinito Scelgo come circuito un rettangolo che racchiude N spire e così disposto I tratti 2 e 4 sono perpendicolari al campo, mentre il tratto 1 è esterno al solenoide dove il campo è nullo.
Applicazioni Il filo indefinito Scelgo come circuito proprio una linea di forza del campo magnetico generato dal filo. In tal caso il campo magnetico ha un valore costante su tutta la linea.
Legge di Faraday-Neuman Una corrente genera sempre un campo magnetico, ma un campo magnetico può generare una corrente? Questo avviene solo se esiste una variazione nel tempo del flusso di campo magnetico forza elettromotrice indotta variazione di flusso nel tempo Legge di Lenz: la f.e.m. indotta si oppone alla variazione di flusso che l’ha generata
Legge di Faraday-Neuman Questo significa che posso generare una corrente dal nulla in un qualsiasi conduttore purché esso subisca una variazione di flusso di campo magnetico nel tempo
Come variare il flusso nel tempo? Variazione di inclinazione della superficie Facendo ruotare una spira in un campo magnetico si genera una variazione continua di flusso di campo magnetico Questo è alla base del principio di funzionamento delle centrali elettriche. Si genera la rotazione di una spira per caduta d’acqua da una cascata o per la pressione del vapore acqueo prodotto da una qualche combustione. Questa rotazione in un campo magnetico genera nella spira una corrente indotta.
Come variare il flusso nel tempo? Variazione di campo magnetico Avvicinando o allontanando una calamita, modifico il numero di linee di forza di campo magnetico che attraversano la superficie della spira.
Legge di Faraday-Neuman Legge di Lenz: la f.e.m. indotta si oppone alla variazione di flusso che l’ha generata La corrente indotta vuole opporsi alla variazione di flusso che l’ha generata Se la calamita si avvicina, la corrente indotta produrrà un campo e quindi una forza magnetica che tenterà di allontanarla e viceversa
Come variare il flusso nel tempo? Variazione della superficie x x x x x x x x x Se spostiamo la sbarretta mobile, modifichiamo l’area attraverso la quale calcolare il flusso. Ancora una vota la corrente indotta si oppone a questa variazione.
Il caso del solenoide Per il solenoide, il campo generato al suo interno è direttamente proporzionale alla corrente che vi scorre dentro, di conseguenza lo è anche il flusso attraverso la sezione del solenoide stesso. coefficiente di autoinduzione o induttanza dove
Il caso del solenoide Se si ha una variazione di corrente nel solenoide, questo determina una variazione di flusso che fa nascere una nuova corrente indotta che si aggiunge (algebricamente) a quella preesistente
Generalizzazione Si chiama induttore ogni conduttore per il quale Simbolo circuitale L L’introduzione di un’induttanza in un circuito lo protegge da sbalzi di corrente.
