Fisica classica/Induzione e legge di Faraday: differenze tra le versioni
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Tradizionalmente si possono raggruppare i vari casi possibili in varie categorie:
Il circuito 1 si trova nelle vicinanze del circuito 2 nel quale scorre una corrente variabile nel tempo e quindi genera un campo di induzione magnetica variabile nel tempo. Il flusso quindi concatenato con il circuito 1 varia del tempo e quindi si sviluppa in esso una corrente elettrica come conseguenza della f.e.m. indotta la cui intensità dipende dalla legge di Faraday. La corrente circolerà nel circuito 1 in maniera da contrastare l'azione esterna quindi se il flusso aumenta tenderà a far circolare una corrente che attenui tale aumento, mentre se il flusso diminuisce tenderà a lasciare invariato il flusso precedente. Notiamo che in questo caso non si abbia
niente in moto e quindi la legge di Faraday rappresenta una assoluta novità.
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viene chiarito questo caso generale.
Immaginiamo di avere un circuito fisso nello spazio ed una sorgente di campo magnetico che si muova
rispetto al circuito.
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si ha una idea particolare di questo caso generale.
Immaginiamo di avere una sorgente fissa di campo magnetico ed un circuito che si muova
rispetto al campo non uniforme.
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identifica con la Forza di Loretz.
A causa del fatto che uno o più lati del circuito si muovano, si ha che sulle cariche libere di tali lati agisce
la forza di Lorentz mutuamente perpendicolare sia al campo che alla direzione del moto;
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producono energia elettrica
mediante tale meccanismo di conversione diretta di energia meccanica in energia elettrica.
==Induttanza==
Il flusso concatenato con un circuito e la corrente che in esso
circola sono direttamente proporzionali: la costante di
proporzionalità viene chiamata induttanza del circuito:
<math>L=\frac {\Phi_c(B)}I
\ </math>
[[Immagine:Simbindu.png|thumb|200px|right|
Il simbolo di una induttanza]]
'E una grandezza puramente geometrica connessa con l'area racchiusa
da un circuito ed il campo magnetico generato nel complesso quando
in detto circuito scorre una corrente elettrica.
Il simbolo
dell'induttanza è mostrato di lato. Le dimensioni fisiche
dell'induttanza sono quelle del rapporto tra un flusso magnetico e
una corrente, nel SI si misura in Henry (<math>H\ </math>)
<math>[L]=\frac {[B][l^2]}{[I]}=[T][m]^2[A]^{-1}=[H]\ </math>
Il simbolo ricorda vagamente la forma di un solenoide, e in
particolare nel caso di solenoidi sufficientemente lunghi, è
facile calcolare l'induttanza. Infatti essendo il flusso concatenato
di un solenoide di lunghezza <math>l\ </math>, di raggio <math>r\ </math> e con <math>N\ </math> spire, in
cui scorre una corrente <math>I\ </math>:
<math>
\Phi_c{B}=N\mu_{\circ} \frac NlI\pi r^2
\ </math>
quindi:
<math>L_{solenoide}=\mu_{\circ}\frac {N^2}l\pi r^2\ </math>
Il calcolo dell'induttanza per circuiti abbastanza semplici non è
in genere facile. Come regola generale se il circuito è fatto di <math>N\ </math> spire che si
sovrappongono bene l'induttanza cresce con <math>N^2\ </math>. Quindi per bobine semplici di
superficie <math>S\ </math> semplice l'induttanza è circa eguale a:
<math>L\approx \mu_{\circ}N^2\sqrt S\ </math>
La presenza di materiali ferromagnetici aumenta l'induttanza di
molti ordini di grandezza: è facile costruire induttanze di molti
Henry.
La permeabilità magnetica del vuoto di cui avevamo dato le
dimensioni fisiche a partire dalla formula del campo di induzione
magnetica prodotta da un filo rettilineo. La sue
unità di misura nel sistema SI divengono adesso:
<math>\mu_{\circ}=4\pi \times 10^{-7}\ H/m\ </math>
Per geometrie semplici l'induttanza cresce linearmente con le
dimensioni lineari e per spire estremamente vicine con il quadrato
del numero delle spire.
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