Fisica medica - Induzione e m GP

INDUZIONE ELETTROMAGNETICA

Una corrente elettrica produce un campo

magnetico (Oersted 1820).

Un campo magnetico può produrre una corrente

elettrica ?

Esperimenti di Faraday: Ciò che conta, non è il valore

di i, ma la rapidità con cui la

corrente i varia nella bobina X

 Il galvanometro misura una corrente nel circuito Y

apre l’interruttore

solo quando si chiude o si del

circuito X.

 Un campo magnetico costante non produce

corrente elettrica ( indotta) nel circuito Y.

 Un campo magnetico variabile può produrre

corrente elettrica (corrente indotta).

 Se c’è una corrente indotta, c’è anche una f.e.m.

indotta prodotta dal campo magnetico variabile

Ulteriori conferme

Moto relativo tra un magnete e un conduttore

LEGGE DI FARADAY DELL’INDUZIONE

ELETTRO-MAGNETICA

Faraday osservò che la corrente indotta, oltre a

dipendere dalla rapidità con cui varia B nel

tempo, dipende anche dalla S del circuito attra-



versato dalle linee di B e quindi dal ( ).

B

S

Se il flusso attraverso una spira cambia di una





quantità ( ) nel tempo t, la f.e.m. indotta

B

S

ai capi di un circuito di superficie S risulta:

ΔΦ B

( ) d

ε Φ B legge di Faraday (1831)

S

=- = - ( )

S

Δt dt

Se R è la resistenza della spira o del circuito, la

corrente indotta che circola è:

 ΔΦ B

( )

1 1 d Φ B

i = = S

- = - ( )

S

Δt R dt

R

R LEGGE DI LENZ

Il verso della corrente indotta è sempre tale da

’

generare un campo magnetico che si oppone alla

B

Φ B

variazione di flusso magnetico inducente che

( )

S

l’ha prodotta.

Il segno (-) della legge di Faraday è dovuto proprio

alla Legge di Lenz.

MODI DIVERSI PER INDURRE una f.e.m.

Ci sono 3 modi diversi per variare il flusso

 

( ) = B S cos attraverso un circuito:

B

S

1) Variazione di B attraverso il circuito indotto

 B

2) Variazione di tra la direzione di e

l’orientazione della spira

3) Variazione della superficie S del circuito

1) Variazione di corrente in un circuito genera

corrente indotta in un circuito secondario

B

L L

1 2

i

I i 

+ A

E R

Fenomeno dell’induzione elettromagnetica

Fig. 9.34: di Faraday tra due bobine L e L avvolte sullo stesso

1 2

c’è una variazione di corrente è dovuta all’apertura o chiusura

nucleo ferromagnetico. Se in L

1

dell’interruttore I o a variazione della resistenza R tramite il cursore di un reostato, nel circuito

secondario (bobina L ) si genera una corrente indotta, misurata dal galvanometro collegato alla

2 E/R,

bobina L . Se nel circuito primario circola una corrente costante i = non si osserva nel

2

secondario (L ) alcuna corrente indotta.

2

Applicazioni:

a) Forno ad induzione e.m.

b) Trasformatore elettrico

c) Microfono Schema di un microfono a induzione



2) CORRENTE INDOTTA DA VARIAZ. DI

z 

N S

θ

i

u B

n u x

i i

R

Fig. 9.35: Schema di principio di un alternatore: una spira di superficie S ruota con velocità angolare

ω intorno all’asse B

costante z ed è posta in un campo magnetico uniforme diretto

u

orizzontalmente nella direzione del versore . La rotazione induce nella spira una f.e.m.

x

E alternata che fa circolare una corrente anch’essa alternata

indotta i, la quale attraverso

i in cui c’è una

dei contatti striscianti (chiamati spazzole) su anelli scorre in un circuito

che rappresenta l’utilizzatore esterno (es. lampadina, frigorifero, etc.).

resistenza R T



BS

R i(t) E

 

BS i



 B

BS S 5 T

t = 4

T 2

t = T 3

t =

T 3 T

t =

t = T

t = 2

4 4



 BS

 BS



BS

 R

Fig. 9.36: Andamento della f.e.m. indotta e della corrente indotta, sinusoidali, prodotte da una

ω,

B

spira che ruota in un campo uniforme con velocità