La legge dell'induzione di Faraday

Quando il campo magnetico attraverso una spira cambia, nella spira nasce una tensione — anche senza batteria. Più in fretta cambia il campo, più grande è la tensione: è esattamente così che i generatori trasformano moto in elettricità.

La formula

ε = −ΔΦ / Δt

  • ε — fem indotta (V): la tensione creata nella spira
  • Φ — flusso magnetico (Wb): quanto campo magnetico attraversa la spira
  • t — tempo (s): quanto dura il cambio di flusso

Esempio risolto

Il flusso magnetico in una spira cala di 6 weber in 3 secondi. Quale tensione induce?

  • ΔΦ = 6 Wb
  • Δt = 3 s
  1. ε = −ΔΦ / Δt
  2. ε = −(6 Wb) / (3 s)

ε = −2 V

Mettiti alla prova

Il flusso cambia sempre di 6 weber, ma in 2 secondi invece di 3. Qual è l'entità della tensione indotta ora?
  • 2 V
  • Risposta corretta: 3 V
  • 12 V

Giusto! Un cambiamento più rapido significa più tensione: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.

Secondo la legge di Lenz, la corrente indotta da un flusso variabile crea un proprio campo magnetico che…
  • Risposta corretta: si oppone al cambio di flusso
  • segue il cambio di flusso
  • non influenza il flusso

Esatto — la corrente indotta combatte sempre la causa che l'ha generata: ecco il segno meno nella formula.

Dove lo vedi

Ogni centrale elettrica della Terra è questa legge su scala industriale: magneti rotanti spazzano flusso variabile attraverso le spire, e fuori esce la tensione che arriva alla presa a muro di casa tua. La dinamo di una bicicletta è l'edizione tascabile — i tuoi pedali fanno girare un magnete, e il fanale si illumina senza nessuna batteria nel circuito.

Errori comuni

Il punto essenziale è il cambiamento: un campo magnetico enorme ma perfettamente stabile attraverso una spira non induce nulla — solo un flusso variabile produce una tensione, ε = −ΔΦ / Δt. Poi è una rapidità, non una quantità: la stessa variazione di 6 Wb compiuta in 2 s invece di 3 s porta la tensione da 2 V a 3 V. E il segno meno è la legge di Lenz — la corrente indotta si oppone sempre al cambiamento che l'ha creata, rifiutando il pasto gratis.

Come si collega

Questa completa la coppia iniziata dalla forza di Lorentz: i campi spingono le cariche, e ora i campi variabili creano le tensioni che mettono le cariche in moto — batteria non richiesta. La spinta opposta di Lenz è la conservazione dell'energia che parla, e la risonanza AC, la prossima lezione, è ciò che succede quando questa tensione indotta incontra un condensatore in un circuito pilotato avanti e indietro.

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