Cos'è legge di lenz?

La Legge di Lenz è una legge fondamentale dell'elettromagnetismo che descrive la direzione della forza elettromotrice (FEM) indotta e della corrente indotta in un circuito a causa di una variazione del flusso magnetico attraverso il circuito stesso. In termini semplici, afferma che la corrente indotta in un circuito genera un campo magnetico che si oppone alla variazione del flusso magnetico che l'ha prodotta.

Concetti chiave:

  • Forza elettromotrice indotta: La FEM indotta è la tensione generata in un circuito a causa della variazione del flusso magnetico.
  • Corrente indotta: La corrente che fluisce nel circuito a causa della FEM indotta.
  • Flusso magnetico: Una misura della quantità di campo magnetico che passa attraverso una determinata area.

Formulazione matematica:

La Legge di Lenz è incorporata nel segno meno nella legge di Faraday sull'induzione elettromagnetica:

ε = - dΦ<sub>B</sub>/dt

Dove:

  • ε è la forza elettromotrice indotta (in Volt)
  • Φ<sub>B</sub> è il flusso magnetico attraverso il circuito (in Weber)
  • <sub>B</sub>/dt è il tasso di variazione del flusso magnetico nel tempo (in Weber/secondo)

Il segno meno indica che la FEM indotta e la corrente indotta si oppongono alla variazione del flusso magnetico.

Significato fisico:

La legge di Lenz è una conseguenza della conservazione dell'energia. Se la corrente indotta producesse un campo magnetico che rinforzasse la variazione del flusso magnetico, si creerebbe un ciclo di feedback positivo che aumenterebbe indefinitamente la corrente, violando la conservazione dell'energia.

Applicazioni:

La Legge di Lenz ha numerose applicazioni pratiche, tra cui:

  • Generatori elettrici: I generatori sfruttano l'induzione elettromagnetica per convertire l'energia meccanica in energia elettrica.
  • Trasformatori: I trasformatori utilizzano l'induzione elettromagnetica per aumentare o diminuire la tensione di una corrente alternata.
  • Freni a correnti parassite: Utilizzati in treni e montagne russe, sfruttano la resistenza opposta dalle correnti parassite indotte per rallentare il movimento.
  • Induzione termica: Utilizzata per riscaldare materiali in modo efficiente e controllato.