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
- ε = −ΔΦ / Δt
- 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.