Induzione elettromagnetica Flashcards
ESPERIMENTI SU CORRENTE INDOTTA
Faraday osserva una corrente impulsiva quando chiude e apre il circuito. Quindi deduce che un campo magnetico variabile genera una corrente., circuito con solenoide, interruttore e generatore.
Se muovo la spira in un campo magnetico (anche costante) si innesca la forza di Lorentz. Se invece lascio ferma la spira e posiziono a fianco un filo in cui passa corrente dipendente dal tempo (o un magnete in movimento), allora si crea un campo magnetico variabile che induce una corrente nella spira.
Quindi un campo magnetico variabile nel tempo genera un campo elettrico E che spinge gli elettroni presenti in gamma.
CARATTERIZZAZIONE FORZA ELETTROMOTRICE (D)
Vale la regola del flusso: La forza elettromotrice è uguale alla derivata temporale del flusso del campo magnetico lungo γ col segno negativo (ovviamente considerando la forza di Lorentz nella forza elettromotrice).
Esempio 1: Sbarra verticale che va a destra con campo magnetico costante (almeno nella posizione) lungo z e dimostro che vale la regola del flusso.
Esempio 2: Spira che si muove con campo magnetico dipendente da x (si intende proprio la coordinata x, quindi a parità di x, lungo z è costante) ma con tempo costante.
BILANCIO ENERGETICO CAMPO MAGNETICO (D):
La somma tra lavoro meccanico ed energetico è nulla. Il lavoro energetico si ricava dalla potenza della forza elettromotrice; invece, il lavoro meccanico deriva da somma di curve infinitesime per cui si considerano le energie potenziali e quindi i momenti magnetici.
Esempio 1: Stesso di prima. Mostro che la somma delle potenze è nulla. Divido in due casi: in presenza di una forza esterna e in assenza.
L’INDUZIONE DI FARADAY (D)
La legge di Faraday si ricava dal teorema del rotore e dalla regola del flusso.
È slegata dal circuito γ e se B dipende dal tempo, allora E non è più conservativo (come si vedrà però, l’energia totale continua a conservarsi).
In generale come formula si ha: ¯F=q(E ̅+¯vׯB)
LEGGE DI LENZ
Il segno meno nella regola del flusso indica che la forza elettromotrice indotta genera una corrente che crea a sua volta un campo magnetico che si oppone alla variazione di campo magnetico originario.
MUTUA INDUZIONE TRA CIRCUITI
Campo elettrico induce corrente che genera campo magnetico.
Campo magnetico variabile induce campo elettrico.
TRASFORMATORI
La potenza alla base di una centrale elettrica è ƐI mentre la potenza dissipata lungo i fili vale RI^2. Quindi, siccome R è una costante, devo tenere la I molto bassa e di conseguenza la tensione Ɛ molto alta. Comincio rendendo costante il campo magnetico utilizzando un solenoide con ferromagnete (ho poche dispersioni e quindi posso approssimarlo a costante). Bisogna quindi usare degli avvolgimenti in modo da far arrivare nelle case una tensione bassa.
