EFFETTO MAGNETICO DELLA CORRENTE

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1 IL CAMPO MAGNETICO E GLI EFFETTI MAGNETICI DELLA CORRENTE 1 EFFETTO MAGNETICO DELLA CORRENTE Ogni conduttore percorso da corrente crea intorno a sé un campo magnetico (H), cioè una perturbazione di tipo magnetico in grado di far deviare dei piccoli aghi magnetici posti vicino al conduttore. Linee di forza del campo magnetico La linee di forza del campo magnetico: si addensano dove l'intensità del campo è maggiore; non si incrociano mai sono sempre chiuse, cioè non hanno né inizio né fine (questa proprietà si esprime dicendo che il campo magnetico è solenoidale). 2

2 Campo magnetico prodotto da un filo percorso da corrente L'intensità del campo magnetico è data da: (r è la distanza dal filo) Questo campo magnetico è più intenso vicino al conduttore e più debole lontano dal conduttore. Il verso del campo magnetico dipende d dl dal verso della corrente. 3 Campo magnetico prodotto da una spira L'intensità Lintensità è data da: (r è la distanza dal filo) Al centro della spira tutti i campi magnetici prodotti da ogni pezzo di filo si sommano tra loro e si ottiene un campo magnetico complessivo un po più intenso. Complessivamentequestocampo magnetico è simile a quello generato da un magnete. 4

3 Campo magnetico prodotto all interno di un solenoide Se si pone all interno un cilindro di sostanza ferromagnetica il campo magnetico generato risulta molto più intenso. L'intensità è data da: N è il numerodiavvolgimenti Più il solenoide è lungo, più il campo magnetico da esso generato è uniforme. Dispositividiquestotiposichiamanoelettrocalamite tipo si elettrocalamite e sitrovano all internodi varie apparecchiature elettriche (relè ad impulsi, elettrovalvole, interruttori automatici ). Il campo magnetico prodotto da una elettrocalamita è simile al campo magnetico prodotto da un magnete naturale e presenta il polo N ad una estremità e il polo S all altra estremità. Realizzando un nucleo magnetico chiuso è possibile confinare il campo magnetico all interno dl del nucleo evitando di farlo disperdere. d Un dispositivo iti di questo tipo si chiama circuito magnetico. 5 Campo magnetico generato da una corrente che attraversa un solenoide Ilcampo magneticoprodotto dipende anche dalla lunghezza l del circuito magnetico, poiché se il circuito è corto il campo magnetico è più concentrato mentre se il circuito it è lungo il campo magnetico è più debole. 6

4 LA FORZA MAGNETOMOTRICE La forza magnetomotrice (F mm ) è data dal prodotto tra il numero di spire N elacorrentei F mm = N I F mm La forza magnetomotrice rappresenta la causa che produce il campo magnetico; si misura in Amperspire (Asp), che equivale ad Ampere (A). 7 CIRCUITO MAGNETICO Applicando una Forza Magnetomotrice (F mm ) ad un elemento che realizza un percorso chiuso su se stesso, si realizza un CIRCUITO MAGNETICO ovvero un circuito su cui scorre un FLUSSO MAGNETICO ( ). Il flusso magnetico nel suo percorso incontra una certa resistenza al suo passaggio che viene chiamata RILUTTANZA (R)che dipende dalla lunghezza del percorso compiuta dal flusso e dalla sezione del percorso (S) e dal materiale in cui scorre il flusso. F mm 8

5 LEGGE DI HOPKINSON F mm = R * (essa è simile alla legge di Ohm per i circuiti elettrici) 9 ANALOGIA FRA CIRCUITI ELETTRICI E CIRCUITI MAGNETICI 10

6 ANALOGIA FRA CIRCUITI ELETTRICI E CIRCUITI MAGNETICI 11 ANALOGIA FRA CIRCUITI ELETTRICI E CIRCUITI MAGNETICI I circuiti itimagnetici i possono essere analizzati applicando gli stessi principi e legge validi per i circuiti elettrici. Principi di Kirchoff per i circuiti magnetici: 1 principio: la somma algebrica di tutti i flussi magnetici che attraversano un nodo in un circuito magnetico è nulla 2 principio: lungo un percorso chiuso in un circuito magnetico la somma algebrica delle amperspire è uguale alla somma algebrica dei prodotti delle riluttanze per i relativi flussi 12

7 ESEMPIO DI DISPOSITIVI CON CIRCUITI MAGNETICI TRASFORMATORI GENERATORI E MOTORI ELETTRICI RELAYS BOBINE O INDUTTANZE 13 LEGAME CORRENTE ELETTRICA FLUSSO MAGNETICO INDOTTO TIPO DI CORRENTE (I) CONTINUA (C.C.) ALTERNATA (C.A.) FLUSSO MAGNETICO INDOTTO ( ) STATICO VARIABILE 14

8 INDUZIONE MAGNETICA E LEGGE DI FARADAY NEUMANN LENZ Se un flusso variabile ibil attraversa un materiale su cui è presente un avvolgimento elettrico, allora ai capi dell avvolgimento si induce una differenza di potenziale o tensione o forza elettromotrice, che dipende dalla variazione del flusso nel tempo. VARIAZIONE φ Induce F em 15 RIASSUMENDO CORRENTE ALTERNATA (I ca ) CHE SCORRE SU UN AVVOLGIMENTO I ca FORZA MAGNETOMOTRICE (F mm ) ALTERNATA F mm = N * I FLUSSO (φ) VARIABILE Φ VARIABILE FLUSSO SCORRE SU CIRCUITO MAGNETICO E SI CONCATENA CON AVVOLGIMENTO ELETTRICO Φ VARIABILE si concatena con AVVOLGIMENTO ELETTRICO FORZA ELETTROMOTRICE INDOTTA (F em ) FORZA ELETTROMOTRICE INDOTTA (F em ) 16