Quiz sull'induzione elettromagnetica

Guida all'induzione elettromagnetica

L'induzione elettromagnetica è il fenomeno per cui una variazione del flusso magnetico attraverso un circuito genera in esso una forza elettromotrice indotta. Il flusso magnetico è dato da Φ = B·A·cos θ, dove B è l'intensità del campo magnetico, A l'area della spira e θ l'angolo tra il campo e la normale alla superficie. La legge di Faraday-Neumann afferma che la f.e.m. indotta è proporzionale alla velocità di variazione del flusso: ε = −dΦ/dt. È fondamentale capire che non conta l'intensità del campo in sé, ma la sua variazione nel tempo: un campo magnetico costante attraverso una spira ferma non produce alcuna corrente indotta.

La legge di Lenz determina il verso della corrente indotta: la corrente generata si oppone alla variazione di flusso che l'ha prodotta. Se il flusso entrante aumenta, la corrente indotta crea un campo magnetico opposto; se diminuisce, il campo indotto ha lo stesso verso. Il segno meno nella formula di Faraday esprime proprio questa opposizione, che è una conseguenza della conservazione dell'energia: se fosse diverso, il sistema amplificherebbe l'energia senza alcuna fonte. Un errore comune è confondere il verso della corrente con il verso del campo esterno: sono legati ma non coincidenti.

L'induzione ha due forme principali: induzione da campo variabile, come in un trasformatore, dove il flusso cambia perché il campo stesso varia nel tempo, e induzione motrice, come in un'alternatore o in una barra che si muove in un campo costante, dove il flusso cambia perché cambia l'area o l'orientamento. Un equivoco frequente è pensare che serva sempre un campo variabile: in realtà basta che il flusso totale vari, anche per movimento. Applicazioni tipiche da ricordare per lo studio sono il trasformatore, la dinamo, l'alternatore, il microfono dinamico e il piano di induzione della cucina, dove un campo rapidamente variabile riscalda direttamente le pentole ferromagnetiche.