Forum OLIFIS

In questi giorni ho studiato autonomamente il magnetismo (ho provato a farlo..), e c'è una cosa che non ho capito riguardo la legge di Faraday e le f.e.m. indotte da campi magnetici. Per quanto ho capito la variazione del flusso magnetico in una determinata superficie induce una f.e.m. in quella superficie, generando corrente in circuiti chiusi eventualmente presenti lì. Nel caso sia presente un circuito aperto (come una sbarretta conduttrice, giusto?) chiaramente la f.e.m. fra i due capi del circuito c'è comunque, sebbene non accompagnata da alcun flusso di corrente. Pensavo di aver capito, quando ho trovato un problema (1B della gara naz. del 2001) che mi ha un pò confuso: si parla di una sbarra conduttrice che trasla a velocità costante in un campo magnetico uniforme, e si chiede di stabilire la f.e.m. indotta tra i due capi della sbarra. Ma la superficie "spazzata" dalla sbarra in un dato intervallo di tempo, essendo il campo uniforme, non è sempre attraversata dallo stesso quantitativo di linee di forza? Come può esserci induzione? Credo di essere un pò confuso... Sarei grato a chiunque mi chiarisse qualcosa su questo argomento

Quando si insegna la legge di Faraday al liceo e nei libri correlati, secondo me si fa spesso un po' di confusione, perchè si mescolano due fenomeni che tra loro hanno poco a che fare. La colpa non è tua ma molto probabilmente del libro che hai usato (forse anche l'Halliday non era chiarissimo su questo).

Per quanto riguarda la sbarra che si muove in un campo magnetico, considera questo effetto. La sbarra, muovendosi, trascina ovviamente con sè i suoi atomi e gli elettroni che nel metallo sono liberi di muoversi. Ogni elettrone ha quindi la velocità della sbarra. Ogni elettrone sente la forza di Lorentz che è non nulla, e si instaura una corrente nella sbarra. Però non c'è un circuito in cui possono girare gli elettroni, e quindi, quando alcuni di loro si sono spostati un po', c'è una concentrazione di carica ad un estremo della sbarra che causa un campo elettrico dentro la sbarra. Il campo elettrico generato così è tale da fermare gli altri elettroni, ed è a questo campo elettrico che si associa una differenza di potenziale .

Cosa c'entra la legge di Faraday? Nulla.
Cosa c'entra la variazione di campo magnetico? Nulla (il campo non varia!).
C'è un circuito in cui si può calcolare il flusso del campo magnetico e dire che ? No.

Questo problema nel forum era già venuto fuori; puoi provare a vedere olifis/phpBB3/viewtopic.php?f=12&t=763 dato che lì se ne era parlato parecchio.

Chiedi pure se qualcosa continua a non esserti chiaro!

Grazie, sei stato molto chiaro (nel mio problema, a differenza di quello nel link, la sbarretta si muove di moto lineare e non rotazionale, ma il discorso vale in entrambi i casi). Si in effetti la fisica su questo argomento confonde un pò (si, ho l'halliday), e anche la soluzione ufficiale del mio problema presenta la legge di Faraday nella sua classica forma ... Ora ho le idee più chiare, sebbene abbia ancora un bel pò di dubbi che però credo siano dovuti al fatto che mi sono avvicinato da pochissimo al magnetismo, e che spero si risolvano con l'esperienza. Posso però "approfittare" ancora della tua cortesia per scoglierne uno?
Questo riguarda per davvero la legge di Faraday: mi chiedevo in che modo esattamente si conformasse il campo elettrico indotto su un piano perpendicolare ad un campo magnetico variabile nel tempo (ma in un dato istante uguale in tutto il piano). Come si dispongono le linee di campo? L'Halliday per quel che ho capito dice che si dispongono in modo circolare intorno ad un punto centrale, ma non vedo come individuare tale punto dal momento che stiamo parlando di tutto un piano...

Rispiegami bene come è fatto il campo magnetico. Diciamo che fissiamo un sistema di riferimento ; prova a dirmi o almeno spiegami meglio come è fatto.

Ok. Allora, definiamo un piano perpendicolare all'asse y. In un dato istante , in ogni punto di è presente un campo magnetico di direzione e verso concordi con l'asse y e di modulo . Qual è il campo elettrico su dopo ?

forrestgump ha scritto:Ok. Allora, definiamo un piano perpendicolare all'asse y. In un dato istante , in ogni punto di è presente un campo magnetico di direzione e verso concordi con l'asse y e di modulo . Qual è il campo elettrico su dopo ?

Se sai cosa sono i simboli che scrivo, bisogna risolvere:

E direi proprio che non si può risolvere senza qualche tipo di condizione iniziale o altre informazioni.

In altri termini, è sicuramente vero che, presa una linea chiusa che sta su quel piano, deve valere:

Ma questa condizione non basta a determinare il campo elettrico in ogni punto.

Negli esempi che ci sono sull'Halliday immagino sia possibile fare ogni volta considerazioni di simmetria che, insieme all'equazione di Faraday, permettono di capire come è fatto .

Capito, grazie.