In questo corso vedremo insieme la legge di Faraday-Neumann-Lenz.
Partiremo con l’esperimento che ci mostra come il movimento di un magnete nei pressi di una spira o di una bobina arrotolata a forma di solenoid genera un passaggio di corrente nella spira o nella bobina, più in generale genera una forza elettromotrice indotta (f.e.m.) La f.e.m. è uguale alla variazione del flusso del campo magnetico nel tempo (la derivate del flusso del campo magnetico rispetto al tempo. Il verso della corrente indotta che circola è sempre tale da opporsi alla variazione del flusso del campo magnetico in atto. Faremo gli esempi delle correnti parasite o correnti di Focault che si generano quando si cerca di estrarre una lamina di materiale conduttivo da un campo magnetico.
Passeremo quindi al significato dell’induttanza (importantissima nei circuiti elettrici) e della mutua induzione tra due circuiti. Approfondiremo poi il significato della energia immagazzinata in una induttanza sotto forma di campo magnetico e scenderemo nello specifico ad imparare a calcolarci l’induttanza di un solenoide a partire dal numero di spire per unità di lunghezza dalla loro superficie e dalla lunghezza del solenoide.
Da ultimo osserveremo insieme l’interessantissima espressione della densità di energia magnetica racchiusa in un solenoide che produce un campo di picco B.
Di seguito ci sposteremo ad analizzare l’alternatore che è composta sostanzialmente da una spira che ruota in un campo magnetico. Impareremo a calcolarci l’espressione della f.e.m. alternata e della corrente alternata. Comprenderemo in questo caso l’espressione della potenza efficace, della corrente efficace e della f.e.m. efficace.
Da ultimo vedremo I circuiti principali in corrente alternata, il circuito resistivo, il circuito capacitivo, il circuito induttivo. Dopo avere analizzato I tre elementi fondamentali separatamente prenderemo in esame la grandezza impedenza che consente di studiare cosa succede alla corrente in presenza di tutti e 3 gli elementi costitutivi di un circuito (R, L, C) e cosa siano la condizione di risonanza e l’angolo di sfasamento. Come chiusura vedremo la legge del trasformatore per modificare la tensione e la corrente durante il trasporto di energia con una differente numero di spire concatenate ad un nucleo di ferro.
