2° ESPERIMENTO PRELIMINARE

Consideriamo il conduttore  ripiegato ad U su cui è posto il conduttore metallico  libero di muoversi strisciando. Detto circuito viene posto in un campo magnetico B perpendicolare al piano individuato dal sistema stesso.

Se il conduttore rettilineo  viene messo in moto a velocità  v; si rileva nel circuito il passaggio di una corrente che cessa non appena fermiamo la barra .

Come giustificare quanto osservato?

In questo caso il valore di B non varia nel tempo, varia unicamente la superficie concatenata col circuito e si deduce che ci deve essere una relazione del tipo:

C(E)= f.e.m.= B dS/dt

 

Dimostrazione

Partendo da considerazioni microscopiche ricaveremo che detta forza elettromotrice si manifesta solo se vi è una variazione del flusso di B nel tempo.

Quando la barra  è in moto, ciascuna carica q nel conduttore  in moto è soggetta alla forza di Lorentz qvB agente lungo il filo stesso

Questa stessa forza agente sulla carica si può supporre sia dovuta ad un campo elettrico equivalente Eeq dato da:

 

cioè

 

Giacché v e B sono perpendicolari tra loro la relazione tra i moduli diviene:

Se il conduttore rettilineo è lungo l, esiste una differenza di potenziale tra i due estremi data da DV=Eeql=Bvl.

Nessuna forza esercitata sugli altri tre rami , poiché essi sono fermi.

Quindi la circuitazione di Eeq (cioè la forza elettromotrice) lungo il circuito chiuso è proprio V=DV nella direzione v B; cioè

 

D’altra parte, se indichiamo la lunghezza SP con x, l’area concatenata è lx ed il flusso del campo magnetico attraverso il circuito è

La variazione del flusso nell’unità di tempo è allora

 

Ma dx/dt=v. Quindi

C(E)= f.e.m.= dF(B)/dt

 

In sintesi: Con questo esperimento abbiamo messo in evidenza che la corrente può essere messa in moto da una f.e.m. prodotta da un circuito immerso in un campo magnetico uniforme quando aumentiamo o diminuiamo la superficie concatenata al circuito. La formula dedotta è l'unica in grado di mettere in evidenza che la forza elettromotrice indotta non dipende solo dal campo magnetico variabile nel tempo, come avevamo dedotto dall'esperimento del toro.