Induzione elettromagnetica

Fenomeno per cui un conduttore in moto in un campo magnetico diviene sede di una corrente elettrica. L'effetto si verifica in realtà ogni volta che si ha una variazione nell'intensità, nella direzione o nel verso del campo magnetico che investe il conduttore, o più precisamente ogni volta che si ha variazione del flusso a esso concatenato. Azioni come aumentare o ridurre l'intensità del campo, o spostare i magneti che lo producono, danno luogo a corrente indotta. L'induzione elettromagnetica, scoperta dal fisico inglese Michael Faraday, portò allo sviluppo del generatore elettrico rotativo, che converte lavoro meccanico in energia elettrica.

Quando un conduttore, come ad esempio un filo metallico, si muove tra i poli di un magnete, gli elettroni del filo vengono sottoposti a una forza (forza di Lorentz) che li spinge verso una delle estremità, lasciando gli atomi dell'altra estremità carichi positivamente. Questo crea una differenza di potenziale che può essere utilizzata per generare corrente in un conduttore connesso ai capi del filo. Nel generatore elettrico rotativo, un filo circolare viene fatto ruotare attraverso un campo magnetico, in modo da produrre una differenza di potenziale e generare corrente in un circuito chiuso.

Nelle applicazioni pratiche, per indurre corrente in un circuito si producono variazioni del campo magnetico mandando degli impulsi di corrente attraverso un filo conduttore o un'elettrocalamita. A ogni impulso di corrente corrisponde l'improvviso nascere e morire di un campo magnetico, il che rende possibile l'induzione elettrica in un circuito situato in posizione tale da risentire delle variazioni del campo.

Un trasformatore consiste generalmente di due bobine conduttrici adiacenti, avvolte intorno a un nucleo di materiale ferromagnetico, e viene utilizzato per accoppiare due o più circuiti in corrente alternata (AC), sfruttando l'induzione tra le due spire.

Quando varia la corrente circolante in un conduttore, il campo magnetico variabile che ne deriva investe il conduttore stesso inducendo su di esso una differenza di potenziale. Questa differenza di potenziale autoindotta si oppone alla differenza di potenziale applicata e tende a limitare o invertire la corrente originaria. Il concetto di autoinduzione elettrica è simile a quello di inerzia meccanica. Una bobina d'arresto tende ad addolcire l'andamento di una corrente variabile, così come un volano addolcisce quello rotatorio di un motore. La capacità di autoinduzione di una bobina viene quantificata dall'induttanza, che è indipendente dall'intensità di corrente o dalla differenza di potenziale ed è determinata unicamente dalle caratteristiche geometriche della bobina e dalle proprietà magnetiche della sostanza che ne costituisce il nucleo.