Forze elettromagnetiche

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Elettrotecnica

Forze elettromagnetiche

L'esempio riportato nel paragrafo precedente permette di evidenziare come dall'interazione tra un campo magnetico ed una corrente elettrica possa scaturire una forza elettromagnetica. Infatti, a causa della f.e.m.i. circolerà nel circuito una corrente I che produrrà per effetto Joule una dissipazione di potenza nella resistenza R . Durante l'intervallo di tempo Dt si avrà lo sviluppo di una quantità di calore pari a Wj = R·I²·Dt . Per il principio di conservazione dell'energia, a tale calore dovrà corrispondere un lavoro fatto sul sistema e, per come avviene il processo, l'unico lavoro possibile è quello fatto per muovere il conduttore di Dx . Questo significa che lo spostamento del conduttore non avviene liberamente ma solo vincendo una forza Fe contraria al movimento. Il lavoro fatto sul sistema varrà quindi W_L = - Fe·Dx . Dal momento che l'energia complessiva deve restare invariata, dovrà essere Wj + W_L= 0 ovvero R·I²·Dt - Fe·Dx = 0 . Ponendo R·I² = I·e_ie risolvendo rispetto Fe si ottiene infine :

La forza Fe è appunto chiamata forza elettromagnetica. Essa è orientata, da quanto detto, verso l'alto (opposta allo spostamento Dx) . In ogni caso il suo verso si può determinare con la regola delle tre dita della mano sinistra, orientate a formare una terna cartesiana ortogonale ( ponendo l'indice nel verso dell'induzione magnetica, il medio nel verso della corrente, il pollice fornirà il verso della forza).

Se il conduttore percorso dalla corrente non è esattamente perpendicolare al campo magnetico (vedi figura sopra disegnata), ma forma un angolo a , allora sarà Fe = I·B·l·sin(a).

Fonte: http://www.itiscopernicofe.it/itis/didattic/matdid/3H/3%5EH-Elettrotecnica.doc

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