Nel 1831, Michael Faraday realizzò numerosi esperimenti nel tentativo di dimostrare che l’elettricità poteva essere generata dal magnetismo. Nel corso di poche settimane, il grande sperimentatore non solo aveva chiaramente dimostrato questo fenomeno, ora noto come induzione elettromagnetica, ma aveva anche sviluppato una buona concezione dei processi coinvolti. Uno degli esperimenti eseguiti da Faraday in quell’importante anno prevedeva un magnete permanente e un galvanometro collegati a una bobina di filo avvolto intorno a un cilindro di carta, simili a quelli illustrati in questo tutorial.
Per simulare l’esperimento di Faraday, clicca e trascina la barra magnetica avanti e indietro all’interno della bobina. Osservate che il voltmetro collegato alla bobina indica la presenza di una corrente solo quando il magnete è effettivamente in movimento, e che il suo ago deflette in una direzione quando il magnete viene spostato nella bobina e nella direzione opposta quando viene trascinato fuori dalla bobina. Notate anche le linee del campo magnetico, rappresentate in blu, che emanano dal magnete, e come la direzione della corrente (indicata nelle frecce nere) cambia a seconda di come il magnete si sta muovendo. Come si può osservare, quando l’estremità nord del magnete entra nella bobina, una corrente è indotta che viaggia intorno alla bobina in senso antiorario; quando il magnete viene poi tirato fuori dalla bobina, la direzione si inverte in senso orario.
Anche notare che la corrente prodotta è più forte quando il magnete viene spostato rapidamente piuttosto che gradualmente. Regolare il cursore numero di giri e spostare il magnete dentro e fuori la bobina di nuovo per determinare la relazione tra le spire di filo nella bobina e la corrente indotta in quella bobina. Come indicato dal voltmetro, una maggiore tensione può essere indotta nelle bobine fatte da un maggior numero di giri di filo.
Utilizza il pulsante blu del magnete flip per vedere come cambiano le cose quando l’estremità sud del magnete, che mostra diverse linee di campo, interagisce con le bobine di filo.
In questa dimostrazione di induzione elettromagnetica, l’energia meccanica del magnete in movimento viene convertita in elettricità, perché un campo magnetico in movimento, entrando in un conduttore, induce la corrente a fluire nel conduttore. Quello che succede anche (anche se non illustrato in questo tutorial) è che la corrente che è stata indotta nel filo, a sua volta, genera un altro campo magnetico intorno al filo. Questo campo si oppone al campo del magnete in movimento, come spiegato dalla legge di Lenz.