Qual è il metodo per determinare la forza elettromotrice indotta in un circuito con flusso magnetico variabile?
Il metodo per determinare la forza elettromotrice indotta da un cambiamento di flusso magnetico in un circuito solitamente segue la legge di induzione elettromagnetica di Faraday. La legge di induzione elettromagnetica di Faraday descrive la forza elettromotrice (FEM) indotta a causa dei cambiamenti di flusso magnetico, come segue:
Il significato dei simboli è il seguente:
E rappresenta la forza elettromotrice indotta (volt, V).
N è il numero di spire della bobina.
ΔΦB è il cambiamento di flusso magnetico attraverso la bobina (unità: weber, Wb).
Δt è il tempo (in secondi, s) necessario per il cambiamento del flusso magnetico.
Passaggi di applicazione della legge di induzione elettromagnetica di Faraday
Determinare il flusso magnetico: In primo luogo, è necessario determinare il flusso magnetico attraverso la bobina. Il flusso magnetico ΦB può essere calcolato con la seguente formula:
Qui B è l'intensità dell'induzione magnetica (unità: tesla, T), A è l'area effettiva perpendicolare alla direzione del campo magnetico (unità: metri quadrati, m²) e θ è l'angolo tra la direzione del campo magnetico e la direzione normale al piano della bobina.
Calcolare il cambiamento di flusso magnetico: Se il flusso magnetico cambia nel tempo, è necessario calcolare il cambiamento di flusso magnetico su un periodo di tempo ΔΦB = ΦB, finale − ΦB, iniziale
Determinare l'intervallo di tempo: Determinare l'intervallo di tempo Δt necessario per il cambiamento del flusso magnetico.
Applicazione della legge di Faraday: Infine, il cambiamento di flusso magnetico viene diviso dall'intervallo di tempo e moltiplicato dal numero di spire della bobina N, ottenendo la forza elettromotrice indotta.
Giudizio sulla direzione: Secondo la legge di Lenz, la direzione della forza elettromotrice indotta provoca sempre una corrente che genera un campo magnetico, il quale ostacolerà il cambiamento del campo magnetico originale. In altre parole, la direzione della forza elettromotrice indotta cerca sempre di contrastare il cambiamento di flusso magnetico che la causa.
