Principi di induzione elettromagnetica e corrente indotta

Principi di induzione elettromagnetica e corrente indotta

L'induzione elettromagnetica è il processo scoperto da Michael Faraday nel 1831, che stabilisce come un campo magnetico variabile nel tempo possa indurre una forza elettromotrice (fem) in un circuito chiuso. Questo fenomeno si verifica, ad esempio, quando un magnete viene mosso avanti e indietro all'interno di una bobina di filo conduttore, causando il passaggio di una corrente elettrica, nota come corrente indotta, attraverso il circuito. La corrente indotta si manifesta a seguito della variazione del flusso magnetico attraverso la superficie delimitata dal circuito. L'intensità della corrente indotta è proporzionale alla velocità con cui il flusso magnetico cambia nel tempo. La direzione della corrente indotta è determinata dalla legge di Lenz, che afferma che la corrente indotta avrà sempre un verso tale da opporsi alla variazione del flusso magnetico che la produce.

Legge di Faraday-Neumann-Lenz e il concetto di flusso magnetico

La legge di Faraday-Neumann-Lenz quantifica la relazione tra il flusso magnetico e la forza elettromotrice indotta in un circuito. Il flusso magnetico, simboleggiato dalla lettera greca Φ (phi), è definito come il prodotto del campo magnetico B, l'area A attraverso cui il campo passa, e il coseno dell'angolo θ tra il vettore del campo magnetico e la normale all'area A. La legge di Faraday stabilisce che la fem indotta in un circuito è proporzionale al tasso di variazione temporale del flusso magnetico attraverso il circuito. Matematicamente, la fem indotta è espressa come l'opposto della derivata del flusso magnetico rispetto al tempo (ε = -dΦ/dt). La legge di Lenz, che è incorporata nel segno negativo dell'equazione, fornisce la direzione della fem indotta e assicura la conservazione dell'energia nel sistema. Questi principi sono fondamentali per il funzionamento di molti dispositivi elettrici e macchinari, come generatori, trasformatori e motori elettrici.