presentazione elettromagnetismo

L'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA

Nella prima metà dell'800 Oersted dimostrò come un filo percorso da corrente creasse un campo magnetico provocndo la deviazione di un avo magnetico ad esso vicino . Allora iniziarono a chiedersi , per il principio di simmetria, anche il campo magnetico fosse in grado di creare a sua volta energia elettrica. I primi a cimentarsi furono Faraday ,Neumann e Lenz che grazie ai loro esperimenti provarono l'esistenza di correnti (indotte) generate dai campi magnetici

Primo esperimento:

una spira si muove di moto rettilineo uniforme con velocità (v) perpendicolare al campo magnetico uniforme

Quando la spira comincia a uscire dalla regione del campo magnetico , è percorsa da corrente elettrica (indotta)

Una volta però uscita completamente dalla regione magnetica la corrente cessa rapidamente

Quando rientra nel campo magnetico , la corrente indotta tende a ricomparire , ma con verso opposto rispetto a quando usciva

Se la spira pur muovendosi, rimane totalmente all'interno del campo magnetico ,essa non verrà percorsa da alcuna corrente elettrica

Da questo esperimento si può quindi dedurre che la corrente indotta si ottiene quando varia l'estensione della superficie attraversata dalle linee del campo magnetico(B)

E' il magnete questa volta a muoversi di moto rettilineo uniforme in direzione della bobina

Secondo esperimento:

Conclusions

‘Se il magnete si avvicina alla bobina,si crea una coorente (misurata dall'amperometro) che cessa quando il magnete si ferma

Describe the problem you’re going to resolve and, above all, the reason why your idea is interesting

‘Quando invece il magnete si allontana dalla bobina , si avrà una corrente uguale alla precedente ma con verso opposto

- Da questo esperimento, possiamo quindi dedurre che la corrente indotta è dovuta alla variazione del campo magnetico che attraversa la spira

la legge di Faraday-Neumann

Grazie a questa legge ,possiamo utilizzare la prima legge di Ohm per ricavare l'intensità della corrente indotta. V= I x R (V= f.e.m) v

.Poiché per produrre una corrente è necessaria una sorgente di forza elettromotrice (f.e.m.), la bobina stessa si comporta come se fosse una sorgente di f.e.m. Questa forza elettromotrice è detta f.e.m. indotta. Quindi un campo magnetico che cambia nel tempo induce una f.e.m. nella bobina, e la f.e.m. genera una corrente indotta. Il fenomeno per cui si genera una f.e.m. indotta mediante un campo magnetico è detto induzione elettromagnetica .

+ info

Interactive question- legge di Lenz

Un’applicazione della legge di Faraday-Neumann che troviamo nelle nostre abitazioni è un dispositivo di sicurezza noto come interruttore automatico differenziale o semplicemente salvavita, che protegge dai pericoli delle scosse elettriche. Il salvavita consiste di un interruttore che blocca il passaggio di corrente nel caso in cui si crei una f.e.m. indotta in una bobina di controllo. La bobina è avvolta attorno a un anello di ferro attraverso il quale la corrente giunge a un dispositivo, come per esempio l’asciugabiancheria in figura. Nella figura la corrente in ingresso nell’asciugabiancheria è indicata dalle frecce rosse, quella in uscita dalle frecce verdi. Ciascuna delle correnti genera un campo magnetico che circonda il filo corrispondente. Tuttavia le linee di forza hanno verso opposto perché le due correnti scorrono in verso opposto

.P

Come mostra la figura, l’anello di ferro incanala le linee di forza attraverso la bobina di controllo. Poiché la corrente è alternata, i campi delle correnti rossa e verde cambiano nel tempo ma le linee di forza rosse e verdi hanno sempre verso opposto e quindi i campi si annullano sempre. In conseguenza di ciò il flusso totale attraverso la bobina è sempre nullo, per cui non vi è alcuna f.e.m. indotta. In tal modo, quando l’asciugabiancheria funziona correttamente l’interruttore differenziale non è attivato e quindi non interrompe il passaggio di corrente. La situazione cambia in caso di un guasto elettrico, per esempio quando un filo interno entra in contatto con l’involucro metallico dell’elettrodomestico. Se una persona tocca l’involucro, parte della corrente ne attraversa il corpo e si scarica a terra, ritornando al generatore di tensione senza passare nel filo di ritorno che attraversa l’interruttore differenziale.

in queste condizioni il flusso totale attraverso la bobina di controllo non è più nullo e cambia nel tempo perché la corrente è alternata. La variazione del flusso genera una f.e.m. indotta nella bobina di controllo, che aziona l’interruttore. L’interruttore differenziale agisce in tempi molto rapidi (meno di un millisecondo) e interrompe il passaggio di corrente prima che l’intensità raggiunga un livello pericoloso

Ecco infine l'esperimento che mi sarebbe piaciuto realizzare a tutti gli effetti ,il quale dimostra e segue le leggi descritte precedentemente.

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