Come calcolare le correnti in un circuito a induzione

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Introduzione

Luce, magnetismo ed elettricità sono fenomeni naturali che quotidianamente vediamo sotto i nostri occhi. La fisica classica si occupa di spiegare questi fenomeni mediante la branca dell'elettromagnetismo, il quale a sua volta chiarisce esplicitamente l'interazione tra l'elettricità e il magnetismo.
L'interazione elettromagnetica è responsabile dell'interazione tra due corpi che possiedono una carica. Nella fattispecie dei circuiti elettrici, la corrente che attraversa un circuito produce un campo magnetico, viceversa un magnete può indurre una corrente elettrica.
In questa guida leggeremo in particolare come calcolare le correnti in un circuito a induzione.

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Corrente indotta

Supponiamo di avere un magnete e una bobina di rame collegata a una lampadina. Il fenomeno elettromagnetico si verificherà ogni qualvolta il magnete attraverserà la bobina. Altrimenti, ossia con magnete fermo, non circolerà corrente. La corrente presente nella bobina è detta corrente indotta in quanto si verifica solo in presenza di una variazione del campo magnetico.

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Legge di Faraday - Neuman

La legge di Faraday - Neuman oltre che spiegare il fenomeno dell'induzione elettromagnetica viene in aiuto nel caso in cui volessimo calcolare la corrente indotta nel circuito. Ogni qual volta si ha una variazione del campo magnetico attraverso la superficie del circuito, nasce una corrente indotta. Nel caso in cui il magnete si muove attraverso la bobina, il campo magnetico fa variare il flusso; quando si ruota un circuito in un campo magnetico si otterrà un flusso positivo e massimo se le linee del campo escono perpendicolari dal circuito, nullo se escono parallele.

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Forza elettromotrice

Per il calcolo della corrente indotta, data per scontata la validità della legge di Faraday - Neuman, prendiamo ad esempio un circuito a induzione, formato da una resistenza variabile collegata a una bobina e una seconda bobina collegata a una lampadina (circuito indotto). La variazione della corrente elettrica genera una corrente indotta.
Se c'è una corrente indotta ci deve essere una forza elettromotrice (indotta) che la produce. La forza elettromotrice è data dal rapporto tra la variazione del flusso del campo magnetico e il tempo necessario per avere tale reazione. Chiameremo Fem questo rapporto.

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Calcolare la corrente indotta

Una volta calcolata la forza elettromotrice indotta (Fem), basterà conoscere il valore della resistenza che chiameremo R. Per la prima legge di Ohm è possibile calcolare la corrente indotta (i) come il rapporto tra la Fem indotta e la R, ossia i=Fem/R.

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