0:09 bentornati nei nostri video tappabuchi ragazzi questo è il tappabuchi numero 4 dedicato all'induzione elettromagnetica vi ricordo che i tappabuchi sono elezioni temporanee che sostituiscono quelle vere e proprie mentre le stiamo facendo la qualità audio e video è un po più bassa ma i contenuti sono sempre al top abbiamo parlato finora del campo magnetico la prima cosa che ci siamo detti è il campo magnetico lo conosciamo tutti per via delle calamite no il campo magnetico è quella roba che permetta le calamite di attrarre metalli questo è stato il nostro primo step il secondo step che abbiamo fatto poi è stato scoprire che il campo magnetico riesce ad agire anche su cariche elettriche ma attenzione soltanto su cariche elettriche in movimento questa qua per
0:55 intenderci alla questione legata alla forza di lawrence da lì siamo passati a dire che il campo magnetico funziona anche sulle correnti cioè provoca delle forze sulle correnti qui poi c'è stato il primo salto vero e proprio la cosa sconvolgente cioè il campo magnetico e vero provoca delle forze sulle correnti e quindi di contro il campo magnetico e anche generato dalle correnti non soltanto dalle calamite questa roba qui è quella che ha scoperto il signor x stand ed è qui che siamo arrivati ma ora c'è l'ultimo salto quello veramente assurdo e veramente strano che è tutto merito del signor faraday paradise è detto ma il campo provoca delle forze sulle correnti il campo è generato dalle
1:41 correnti ma non è che per caso il campo magnetico riesce anche a generare delle correnti questa roba nuova non abbiamo mai sentito parlare di una corrente che nasce grazie a un campo magnetico questo è quello che vediamo oggi che è l'induzione elettromagnetica come ha fatto faraday ad accorgersi che succede questa roba qua cioè che i campi magnetici riescono a produrre delle correnti ha fatto questo esperimento ha preso un circuito in cui c'era un amperometro cioè un oggetto in grado di misurare quanta corrente passava attraverso il circuito poi in questo circuito ha messo un solenoide cioè un filo avvolto aspira come quello che abbiamo nello scorso tappabuchi in questo circuito non c'è nessun generatore quindi non scorre corrente qua dentro quello che lui ha fatto è
2:28 stato semplicemente infilare una calamita all'interno del solenoide perché ha fatto questa roba perché lui si è detto ma io so che se ne solenoide scorre corrente dentro si forma un campo magnetico ma se io metto un campo magnetico dentro solenoide si forma corrente nel suo e noi dice vale il contrario beh la risposta è no cioè faraday ha fatto un buco nell'acqua nel circuito non scorreva nessuna corrente fare era tutto e presto esperimento fallito e quindi toglie la calamità e qua succede la magia nel momento in cui la calamita esce dal sole noi veramente faraday la sta togliendo dal circuito all'improvviso lan per ometro si accende e gli segnala che c'è effettivamente una corrente che scorre all'interno del
3:13 circuito faraday si blocca per lo stupore e la corrente sparisce reinserisce lacalamita e la corrente compare quando la calamità e di nuovo dentro la corrente sparisce un'altra volta qual è la morale della favola soltanto mentre la calamità si muove nel circuito scorre corrente se la calamita sta ferma e non importa dove nel circuito non scorre corrente questa cosa in realtà l'abbiamo già sentita cioè noi sappiamo che il campo magnetico riesce a produrre una forza su cariche in movimento quello che farà da e scopre invece è che se il campo magnetico si muove riesce a produrre una corrente ora però dire che il campo si muove non è proprio una cosa correttissima semmai dovremmo dire che si produce una corrente sia il campo magnetico aumenta
3:59 o diminuisce cioè se allontano lacalamita il campo magnetico cala se invece la vicino al circuito il campo aumenta e anche qua però qualcuno potrebbe dirmi è però matteo non è che il campo aumento diminuisce campo magnetico della calamità è sempre quella per la vostra calamità produce il suo bellissimo campo e non è che cambia di valore semplicemente lo sto avvicinando e allontanando quindi quello che cambia non è tanto il valore del campo magnetico in sé e il valore del campo magnetico nel circuito quella roba importante per riassumere questi problemi faraday ha tagliato la testa al toro e ha decretato questa cosa qui se il lusso del campo magnetico cambia allora si genera una corrente nel circuito il flusso vi ricordo che è soltanto un modo in fisica e di indicare
4:47 quante linee di campo passano attraverso una certa superficie se vi è andata rivedere la nostra lezione sul campo elettrico e sul flusso del campo elettrico il concetto esattamente lo stesso che cos'è il flusso a livello di formule o'neal numeri equazioni il flusso si indica con la lettera greca affi maiuscola questa roba qua ed è uguale di base al prodotto tra un campo magnetico e una superficie prodotto scalare attenzione di che superficie stiamo parlando è la superficie del circuito quindi se questa roba cambia nel circuito compare corrente il flusso quindi può cambiare in tre diverse situazioni visto che la formula del flusso è questa qua la prima situazione
5:32 è quella in cui il campo magnetico effettivamente cambia di valore la seconda situazione è quella in cui invece la superficie cambia di valore e quindi aumenta o diminuisce la terza situazione è quella in cui invece l'angolo tra il campo magnetico la superficie cambia cosa centra l'angolo perché il flusso essendo bper s prodotto scalare in realtà e b per esse per il coseno di alfa chi è alfa alfa è l'angolo tra il campo magnetico e attenzione la normale alla superficie quindi se questo in viola il campo magnetico il quadratino sotto la superficie la normale alla superficie questa roba qua alpha quindi a questo angolo se questo angolo cambia cioè se
6:18 il campo si inclina rispetto alla superficie allora cambia anche il flusso adesso facciamo un esempio per ognuno di questi tre casi concretamente per capire quando queste situazioni si presentano prendiamo questa situazione abbiamo un filo rettilineo all'inizio qua dentro non c'è corrente soltanto un filo è vicino a questo filo c'è un aspira anche dentro la spirano scorre corrente adesso accendete la corrente all'interno del filo dritto quindi qua dentro comincia a scorrere corrente come dice il buon per stand si genera un campo magnetico perché ogni volta che ci avete una corrente ci avete un campo quindi qui si produce un campo che gira in questo modo che quindi passa anche attraverso la spira ora mentre la corrente sta aumentando il valore del campo b
7:04 attraverso la spira aumenta quindi il flusso del campo attraverso la spira aumenta e quindi come dice faraday all'interno della sfera si produce una corrente che comincia a girare attenzione nel momento in cui la corrente rossa quindi quella del filo si stabilizza cioè non sparisce ma rimane costante il campo b rimane costante e quindi il flusso non cambia più e la corrente gialla sparisce quindi la corrente gialla si presenta solo mentre la corrente rossa sta cambiando cioè sta aumentando secondo caso prendiamo adesso una calamita ai nostri fantastici soliti geomag e ci mettiamo vicino un aspira questa volta però non la prendiamo circolare la prendiamo quadrata questa aspira a una particolarità è in grado di
7:51 allungarsi cioè è estensibile all'inizio c'è il campo magnetico della calamità che passa normalmente attraverso la spira come se niente fosse gira e poi torna indietro quello che fate adesso è allungare la spica quindi la prendete e la stirate un po in modo da farla diventare un impero più lunga quello che succede mentre allungate la sfera state aumentando la superficie della spira mentre la superficie aumenta il flusso del campo cambia e quindi compare una corrente all'interno della spira anche qua quando smettete di allungare la spira anche se più grande di prima la corrente sparisce se la cominciato a stringere la corrente ricompare e così via terzo caso invece prendiamo sempre il nostro calamitoso e
8:38 prendiamo un aspira questa volta va benissimo di nuovo circolare questa aspira la facciamo girare qui vi ho disegnato l'asse attorno a cui gira la spira questa spira ruota all'interno di un campo magnetico quindi che cosa succede l'angolo che si forma tra la spira e il campo cambia in continuazione di conseguenza il flusso del campo attraverso la spira continua a cannes e quindi all'interno della spira compare una corrente se per caso fermate la spira non importa in che posizione la corrente scompare ricominciato a farla girare e la corrente ricompare comunque al di là di questi tre casi quello più famoso che poi anche quello che si usa di più negli esempi e negli esercizi è la situazione standard che ha utilizzato faraday cioè avete una calamità che si
9:25 avvicinano si allontana da un circuito noi qua facciamo che si avvicino si allontana semplicemente da una sfera non serve che sia circolare potete anche farla a forma di banana st spera che va bene lo stesso mentre la calamità si avvicina o si allontana dalla spira nella spira compare una corrente questa cosa è quella che si chiama induzione elettromagnetica cioè un campo magnetico il cui flusso cambia produce una corrente per dirla in modo diverso il campo magnetico col flusso che cambia genera una forza elettromotrice cioè una differenza di potenziale fittizia all'interno del circuito cosa vuol dire sta roba qua la femme vi ricordo che la differenza di potenziale dei generatori cioè in quel circuito
10:12 anche se non c'è un generatore scorre corrente come se ci fosse un generatore con una femme il generatore non c'è è rimpiazzato dall'effetto del campo magnetico quindi secondo l'induzione queste due situazioni cioè il magnete che si avvicina o si allontana dal circuito oppure il circuito con un normalissimo generatore all'interno sono esattamente la stessa identica cosa in entrambi scorre una corrente per questo si dice fm fittizia cioè il campo magnetico crea una femme come se ci fosse un generatore anche se non c'è la femme fittizia a volte viene anche chiamata femme indotta equa finalmente vediamo la formula perché in tutto questo capitolo dell'induzione c'è una
10:57 formula che bisogna sapere però è fondamentale ed è quella che descrive tutto questo fenomeno sto parlando della legge di faraday noi mullens magari il vostro libro al vostro prof la separa la chiama legge di faraday neumann e poi c'è la legge di lens che a parte dopo vi dico perché qualcuno divide però di base legge di faraday noi valenze la legge vi dice che la femme indotta in un circuito è uguale a meno la variazione del flusso del campo magnetico attraverso la superficie del circuito fratto l'intervallo di tempo in cui avviene la variazione un paio di cose di notazione attenzione vedete che il flusso lo indicato così fi in basso una s e poi b tra parentesi cosa vuol dire
11:45 questa scrittura questa cosa significa che state parlando del flusso del campo magnetico cioè il fatto che ci sia b tra parentesi vuol dire che il flusso di b nonché c'è un prodotto tra fi e bfd b è tutta una roma unica la s sottostà indicare che è il flusso attraverso la superficie s del circuito dell dati come invece vi dicevo è il tempo in cui cambia il flusso del campo per gli universitari ei liceali un po più coraggiosi questa formula andrebbe riscritta realtà in un modo un po più corretto che è fen indotta uguale a meno la derivata del flusso del campo magnetico attraverso la superficie a s nel tempo non vi spaventate quando si
12:30 usa la prima quando si usa la seconda la prima si usa se conoscete il flusso soltanto all'inizio e alla fine della sua variazione la seconda invece si usa se volete sapere la femme indotta in un istante di tempo ben preciso ok adesso finalmente posso dirvi perché qualcuno separa i nomi di faraday neumann da lens lenza contribuito a questa formula semplicemente aggiungendo questo meno qua davanti e uno dice grazie lens del tuo contributo all'umanità e semplicemente aggiunto o meno in una formula quel meno però nasconde un abisso nel quale adesso cominciamo ad addentrarci ed è fondamentale che ci sia ripercorriamo un attimo i nostri passi abbiamo detto che per state ha capito che i campi magnetici sono prodotti
13:16 dalle correnti faraday poi è arrivato e invece ha detto beh però in realtà ci sono anche delle correnti che nascono dai campi magnetici e qui è arrivato lance e ha detto ma aspetta un attimo vuoi vedere che la corrente creata da un campo magnetico può a sua volta a creare un altro campo magnetico pensiamoci un attimo con un esempio abbiamo detto che se prendo una calamita e là vicino ad una spira in questo aspira si produce una corrente lance si è detto ma quella corrente li anche lei è come tutte le altre correnti in grado di generare un campo magnetico quindi ci sono due campi c'è il campo viola b1 che è chiamiamolo il campo originario che produce una corrente che chiamiamo gli 1 ma questa corrente e uno
14:02 a sua volta produce un altro campo che sarà un campo b2 fatto così e qui parte il mind faq estremo perché ma questo campo b 2 non è che a sua volta genera una corrente ma certo il campo b 2 visto che anche lui è un campo magnetico secondo la legge di faraday norma lens è in grado di produrre una corrente una corrente i due ma questa corrente i due non è che anche lei a sua volta produce un campo magnetico ma certo la corrente 2 produce un campo magnetico b3 e quasi va avanti all'infinito quello che lenza capito è che il campo magnetico originario b1 e il campo secondario b2 devono per forza lavorare l'uno contro l'altro perché perché se i campi lavorassero tutti insieme si creerebbe una bomba nucleare da una semplice spira
14:48 adesso vediamo perché il campo b uno in questo esempio sta aumentando il flusso aumenta il flusso perché alla calamità si sta avvicinando alla spira ma mettiamo caso che anche b2 aumentasse il flusso allora si produrrebbe una corrente i due che si sommerebbe alla corrente in uno ma 61 e i due si sommano creano una corrente ancora più grande che a sua volta produce un campo ancora più grande e quindi vitale sarebbe un campo gigantesco che se andrebbe a sommare a b1 e b2 e quindi creerebbero un campo ancora più grande che creerebbe una corrente ancora più grande che creerebbe un campo ancora più grande e così via insomma in questo modo il riuscireste a creare energia dal nulla e nel giro di qualche frazione di secondo la spira diventa una vera e propria bomba e tutto quanto esplode perciò lenz
15:35 dice fermiamo tutto alla radice b1 non possono aumentare entrambi il flusso cioè b1 e b2 devono andare l'uno contro l'altro che significa significa che la corrente indotta di uno deve girare in modo che il campo b2 si opponga gli effetti di b1 questo è il motivo per cui c'è quel meno maledetto nella formula vuol dire semplicemente che la femme indotta lavora contro la variazione del flusso ora quando fate i conti in pratica del meno non ve ne frega niente cioè voi volete tirare fuori un valore della femme è di solito vi interessa che sia positivo quindi nel fare i calcoli che venga meno che venga più chi se ne frega a voi interessa il valore della fem però concettualmente quel meno è fondamentale per capire come funziona la fisica delle varie situazioni e qualcuno
16:22 quasi starà dicendo è sì qua continuiamo a parlare di correnti peccato che nella formula non c'è mezza corrente la corrente li dentro non compare verissimo compare la femme non la corrente però attenzione voi che siete bravissimi sapete che tramite la prima legge di ohm potete tranquillamente ricavare una corrente da una femme voi sapete che delta b è uguale ai per r in questo caso la femme è il delta v e quindi la corrente indotta fantomatica la potete ricavare tramite questa formula è la resistenza da dove la tirò fuori me la danno di solito vi forniscono la resistenza del circuito di cui dovete trovare la corrente indotta non preoccupatevi che avrete tutti i modi di fare i calcoli ok adesso ci manca soltanto l'ultimo passaggio cioè bella la formula bella tutta la menata
17:10 di lens ma all'atto pratico come gira st corrente indotta all'interno del circuito come faccio a capire se gira in senso orario o antiorario verso l'alto verso il basso come faccio a disegnare il campo indotto prendiamo la situazione che abbiamo guardato finora cioè una calamità che si avvicina o si allontana da una spirale scolare che la situazione più semplice che vi permette di capire anche tutte le altre di questa situazione però ci possono essere quattro diversi casi cioè avere la calamita col polo nord verso il basso che si avvicina oppure si allontana dalla spia oppure il contrario cioè avere il polo nord verso l'alto e avere la calamità che si avvicina oppure si allontana queste sono le quattro situazioni che vi si possono presentare
17:56 con i relativi campi magnetici questo è il trucco adesso associamo a ogni calamità un segno a seconda di come è orientata se il polo nord verso il basso diremo che la calamità a segno meno perché meno perché il campo magnetico dentro la calamita va in giù mentre se il polo nord verso l'alto diremo che la calamità a segno più ora a ogni calamità associamo un altro segno legata a come si sta muovendo quindi se la calamità si muove verso il basso diremo che a segno meno se si muove verso l'alto e diremo che a segno più non dovete fare altro adesso che farà il prodotto di questi due segni quindi meno per meno vi da un fantastico più nel primo caso nel secondo caso meno per più vida o meno
18:42 nel terzo caso più per meno di da un altro meno nel quarto caso più per più diventa un più cosa ve ne fate di questo risultato se vi è uscito più la corrente gira in senso antiorario se vi è uscito meno la corrente gira in senso orario non solo in questo modo sapete anche da che parte va il campo indotto se vi è uscito più il campo indotto esce verso l'alto da dentro la spira quindi fa così nel primo e nel quarto caso mentre va all'interno della spira verso il basso se vi è uscito meno quindi succede così nel secondo e nel terzo caso perché tutto questo casino nel primo caso il campo viola sta aumentando il flusso e il campo verde in questo modo lo riduce perché gli va
19:27 contro nel secondo caso il campo viola sta riducendo il flusso perché si sta allontanando il campo verde invece cerca di aumentarlo nel terzo caso il campo viola sta riducendo il flusso perché si avvicina ma con le frecce che vanno in alto e quindi il campo verde e quello indotto cerca di aumentarlo nell'ultimo caso il flusso sta aumentando e quindi il campo indotto cerca di ridurlo se il nostro lavoro chiede aiuto se ti aiuta a passare alle tue verifiche i tuoi esami le tue interrogazioni portaci lasciaci una mancetta in descrizione trovi tutti i link alle nostre piattaforme di supporto non dimenticare disk divertimi raccomando lasciaci dei commenti se hai dei dubbi seguici anche su instagram i tic toc dove abbiamo un sacco di altri contenuti esclusivi alla prossima ciao
