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fisica:esperienze:correnti_parassite

LAB2GO Scienza

Correnti parassite

Descrizione

L'obiettivo dell'esperienza è verificare l'effetto delle correnti parassite sul pendolo di Waltenhofen e misurare il tempo di arresto del pendolo stesso con un cronometro.

Lo schema riporta l'effetto della variazione del flusso del campo magnetico. Le correnti interne sono circolari e sul piano ortogonale al campo magnetico. Inoltre, si noti che il verso delle correnti è tale da opporsi alla variazione del campo magnetico. Fonte Wikipedia.

Durante il moto del pendolo, il flusso del campo magnetico prodotto dalle bobine cambia. La forma integrale della terza equazione di Maxwell si può scrivere come $$\Delta V\equiv\oint\langle\vec{E},d\vec{l}\rangle=-\frac{d\Phi(\vec{B})}{dt},$$ cioè la circuitazione del campo elettrico $\vec{E}$ è uguale alla derivata del flusso del campo magnetico $\Phi(\vec{B})$ rispetto al tempo cambiata di segno. Dunque, la variazione del campo magnetico produce una differenza di potenziale all'interno del conduttore e questo porta alla produzione di corrente. Possiamo determinare il verso e la direzione di queste correnti ricordando che il campo elettrico indotto è sempre ortogonale al campo magnetico. Le bobine producono un campo magnetico approssimativamente costante nella regione in cui transita il pendolo e ortogonale alla superficie del disco. Questo determina delle correnti circolari interne al conduttore come in figura.

La presenza di queste correnti produce una forza diretta nella direzione opposta del moto secondo la legge $$\vec{F}=i\int d\vec{l}\times \vec{B}$$ dove $d\vec{l}$ è l'elemento infinitesimo del circuito e $i$ è la corrente che circola nello stesso. La forza è quindi direttamente proporzionale all'intensità di corrente.

Se il disco presenta delle fessure, la corrente elettrica non può circolare liberamente su tutto il disco ma è costretta a spazzare superfici più piccole. La corrente complessiva è meno intensa e gli effetti delle correnti parassite sono trascurabili su scali di tempo relativamente brevi. Per verificare che quanto detto è corretto, possiamo confrontare il tempo di arresto del disco pieno con il tempo di arresto del disco intagliato utilizzando un cronometro.

Apparato sperimentale utilizzato dall'I.I.S "Margherita Hack"- Morlupo (Roma), Anno Scolastico 2018/2019. Immagine Lab2Go.


Strumenti necessari

Strumento Descrizione
Pendolo di WaltenhofenComponente principale dell'apparato sperimentale.
BobinaStrumento necessario per la produzione del campo magnetico.
Generatore di corrente continuaStrumento necessario per la produzione del campo magnetico.
Cronometro Strumento di misura del tempo

Sitografia

Link Descrizione
Correnti parassite Descrizione matematica del fenomeno
Youtube Video esplicativo correnti parassite
Youtube Video esplicativo correnti di Foucault


fisica/esperienze/correnti_parassite.txt · Ultima modifica: 2022/04/20 06:45 da giulia.debonis