' L' induzione elettromagnetica '

' L' induzione elettromagnetica '

OBIETTIVO : Verificare il fenomeno dell'induzione.

MATERIALE -1 trasformatore

- 1 interruttore

- 1 Amperometro

- 1 bobina con 1600 spire

- 1 resistore

- 1 bobina con 400 spire

- 1 milliamperometro

- 1 nucleo di materiale ferromagnetico

- alcuni cavetti

3. FASI : Per l'esecuzione dell'esperimento è necessaria la costruzione di un circuito induttore ed un

circuito indotto.

Il circuito induttore è costituito dal trasformatore, dall'interruttore, dal resistore, dallo

amperometro e dalla bobina con 1600 spire.

Il trasformatore, che ha il compito di trasformare l'energia alternata in energia continua, è

collegato all'interruttore mediante un cavetto, l'interruttore è collegato all'Amperometro

mediante un altro cavetto, l'amperometro è unito alla bobina con 1600 spire, la bobina è

unita al resistore e quest'ultimo, a sua volta, è collegato al trasformatore, tutto ciò sempre

grazie all'utilizzo dei cavetti.

Il circuito indotto è invece composto dalla bobina di 400 spire e dal milliamperometro. La

bobina è unita al milliamperometro e quest'ultimo è collegato alla bobina sempre

mediante dei cavetti.

Il milliamperometro è uno strumento molto sofisticato; esso è costituito da una scala

graduata e da un aghetto, inoltre vi sono molti 'fori' dove poter introdurre i cavetti.

Il cavetto nero deve essere inserito nel 'foro' con il simbolo di 'uguale' ( = ) che è il

simbolo della corrente continua mentre il cavetto rosso deve essere inserito nei 'fori'

con il simbolo degli Ampere es. : mA e μA ( scritti in nero). I 'fori' con i simboli in rosso

indicano la corrente alternata. Il circuito induttore e quello indotto sono collegati mediante

l'utilizzo di un nucleo di materiale ferromagnetico che unisce la bobina del circuito

induttore a quella del circuito indotto.

Trasformatore         cavetto resistore nucleo di ferro magnetico bobina milliamperometro

Prima di procedere con l'esperimento è necessario 'preparare' il milliamperometro a ricevere un'intensità di corrente molto elevata pertanto è necessario scegliere sul milliamperometro una scala

di misura in Ampere piuttosto alta es. 5 A, se l'ago non si sposta bisogna ridurre la scala di misura.

Visto che scegliendo una scala di 5A l'ago del milliamperometro non si spostava abbiamo scelto una scala minore ( 500mA).

Ruotando la manopola del resistore prima in senso orario e poi in quello antiorario abbiamo visto l'ago del milliamperometro muoversi prima in un verso e poi nell'altro quindi si è verificato un passaggio di corrente prima in un verso e poi in quello opposto.

Ruotare in senso orario la manopola del resistore significa ridurre la resistenza e aumentare l'intensità di corrente.

Abbiamo ripetuto l'esperimento cambiando la scala di misura del milliamperometro; ne abbiamo scelto una minore (50 mA).

Girando la manopola del resistore, si è potuto notare che l'ampiezza dello spostamento dell'ago del milliamperometro è maggiore rispetto all'ampiezza provocata dal passaggio di corrente nel caso precedente, dove abbiamo scelto una scala di misura abbastanza grande( 500mA); questo è dovuto al fatto che la scala di 50mA è maggiormente sensibile rispetto alla precedente e quindi è in grado di rilevare con più precisione l'intensità di corrente che passa attraverso il circuito indotto.

Abbiamo ripetuto l'esperimento mantenendo la medesima scala ( 50 mA) ma scambiando le bobine: la bobina con 1600 spire è stata posta nel circuito indotto mentre quella con 400 spire nel circuito induttore.

In questo caso l'ampiezza dell'ago è stata minore.

CONCLUSIONE :

L'esperimento ha avuto esito positivo; infatti spostando il cursore del resistore si è verificato lo spostamento dell'ago del milliamperometro, dimostrando così il passaggio di una corrente indotta.

Abbiamo osservato che questa corrente 'dura' fino a quando la corrente nel circuito induttore varia.

Quando invece questa corrente rimane costante (cioè nel momento in cui smettiamo di ruotare il cursore del resistore) la corrente indotta si annulla.

Nel circuito induttore vale la prima legge di OHM secondo la quale la differenza di potenziale è uguale al prodotto tra la resistenza e l'intensità di corrente.

Ri = Dv

Durante l'esperimento abbiamo mantenuto il Dv ( differenza di potenziale) costante mentre R (la resistenza) era variabile.

Dalla formula inversa emerge che tra l'intensità di corrente e la resistenza c'è proporzionalità indiretta.

Dv

R

Quando la resistenza (R) è massima l'intensità di corrente (i) è minima; quando invece la resistenza (R) è minima l'intensità di corrente (i) è massima

Nel circuito indotto invece vale la legge di Faraday - Neumann che è la legge fondamentale della induzione elettromagnetica.

DF

Dv =              

Dt

La tensione indotta Dv, che è la causa della corrente indotta, è uguale alla variazione nell'unità di tempo del flusso magnetico attraverso la superficie del circuito.

Per la prima legge di OHM la corrente indotta i è uguale al rapporto tra la tensione indotta e la resistenza R del circuito

Dv 1 DF

i = =

R R Dt