Induzione elettromagnetica..aiuto

[admin]

Sì. Calcolare l'induttanza di una spira singola è anche un'operazione assolutamente non banale. Sembra serva un integrale sestuplo,

Ah, ecco perché

Anche da queste risulta che per r non nullo si ha sempre induttanza.

Incredibile!

[marco76]

Scusami Marco, in [132] ho fatto una battuta che ti deve aver tratto in inganno. Stiamo discutendo di spire immerse in campi magnetici, non di fisica dei semiconduttori.

avevo letto che si parlava di spire...
comunque visto che la fisica è sempre la stessa indipendentemente dall'argomento, forza di Lorentz ed equazioni di Maxwell in questo caso, perché un elettrone dovrebbe reagire solo ad un campo esterno e non al campo di elettroni che si spostano nella spira in cui si trova?
come distingue l'elettrone ciò che è esterno e cio che è interno? non sono per lui gli altri elettroni comunque esterni?

[BrunoValente]

La butto lì, anche se non ho titolo per risponderti: mi sa che nel riferimento degli elettroni in moto, quindi fermo rispetto alle cariche della corrente, il campo magnetico da essi stessi generato è nullo

[BrunoValente]

Chiedo ancora: se un sottile disco conduttore (rame, alluminio ecc.) ruota attraversando il traferro di un elettromagnete, la coppia frenante dovuta alle correnti di Foucault, a parità di intensità del flusso inducente, sarebbe la stessa sia in continua che in alternata?

In alternata il flusso di reazione tenderebbe a ridurre il flusso totale nella zona del traferro e quindi sembrerebbe a prima vista vi debba essere una riduzione della forza frenante rispetto alla continua, ma il flusso di reazione sarebbe originato da correnti nel disco e per questo tenderei a dubitare che possa generare forze utili sul disco stesso, quindi credo che sul disco possano essere generate forze solo dal campo inducente e che la forza frenante nei due casi debba essere la stessa.
Confermate?

[marco76]

non mi so immaginare un riferimento tale per una spira, fosse stato un conduttore lineare forse, ma sarebbe stato comunque limitato nello spazio. E poi che gli elettroni mantengano la stessa distanza tra loro considerando lo scattering la vedo difficile.

[BrunoValente]

Ripeto, non sono esperto, ma immagino che per arrivare a stimare gli effetti macroscopici in una spira fatta di tantissimi atomi si possa ragionare su una velocità media degli elettroni e su un riferimento solidale con la loro posizione media e quindi immagino che in quel riferimento non vi possano essere campi magnetici da essi stessi generati: ogni elettrone vedrebbe fermi tutti gli altri.
Poi, se a livello microscopico gli elettroni di conduzione, oltre che migrare tutti verso una certa direzione, si muovono anche tra di loro vorrà dire che all'interno dell'atomo ci saranno delle interazioni magnetiche tra di loro ma che non alterano il valore medio della loro velocità .
Mi rendo conto che un modello del genere è troppo semplicistico, probabilmente privo di senso.

[admin]

Chiedo ancora: se un sottile disco conduttore (rame, alluminio ecc.) ruota attraversando il traferro di un elettromagnete, la coppia frenante dovuta alle correnti di Foucault, a parità di intensità del flusso inducente, sarebbe la stessa sia in continua che in alternata

Speravo di trovare qualche trattazione del freno elettromagnetico con disco conduttore, ma per ora non ci sono riuscito. D’altra parte sembrerebbe che la maggior parte di coloro che scrivono, pubblicano ed insegnano la legge Lenz, commettano tutti un errore gravissimo, quindi non so se sia possibile fidarsi della documentazione esistente.
Quindi che differenza ci possa eventualmente essere tra la coppia frenante con campo magnetico continuo o alternato io non te la saprei dire con sicurezza. Ad ogni modo anche se il campo è continuo le correnti parassite si oppongono producendone uno di reazione che indebolisce quello imposto, se non si fa nulla per riportarlo al suo valore, come nel caso di un magnete permanente. Con un elettromagnete si può agire sulla corrente di eccitazione per compensare la riduzione. La coppia, a parità di ogni altra condizione, dipende dal quadrato dell’induzione risultante. Se la risultante alternata ha un valore efficace pari a quello della continua, la coppia frenante media in ca è la stessa che in continua.

Spero di non avere scritto fesserie, sempre in agguato con la legge di Faraday-Lenz come dimostra questo thread.

[EcoTan]

La coppia, a parità di ogni altra condizione

Fra le condizioni c'è la velocità di rotazione del disco, che esercita una influenza abbastanza proporzionale tanto è vero che un piccolo magnete permanente si usava come freno nei classici contatori di energia (Zingales-misure elettriche).

[BrunoValente]

.. nei classici contatori di energia (Zingales-misure elettriche).

.. e sì, a proposito di contatori, nella spiegazione del loro funzionamento, a quanto ne so, non viene menzionata una eventuale coppia frenante generata dai due flussi alternati degli elettromagneti, sembrerebbe quindi che non abbiano effetto le correnti di Foucault in alternata, oppure che l'effetto sia trascurabile..ma la parola trascurabile in uno strumento di misura così preciso non si dovrebbe utilizzare.

A proposito di contatori, le varie spiegazioni sul funzionamento che conosco dimostrano come sia possibile generare una coppia proporzionale alla potenza su un disco conduttore in rotazione e a me pare di capire che sia una coppia completamente indipendente dalla velocità del disco, del resto così deve essere altrimenti vi sarebbe un errore di non linearità che inficerebbe la misura della potenza..ma la domanda sorge spontanea: togliendo il magnete permanente, cioè eliminando la coppia frenante, a che velocità si porterebbe il disco se non vi fossero gli attriti?

Un accenno di risposta a questa ovvia domanda io non l'ho trovato da nessuna parte, questo per me è un altro fra i tanti misteri sull'induzione a cui accennavo all'inizio.

[EcoTan]

La prima che mi viene è che l'effetto frenante degli elettromagneti si congloba con quello del magnete permanente. Nel mio vecchio Zingales ho trovato delle note a margine manoscritte un po' farnetiche, 'st'argomento è un po' Caino..