Corrente alternata: spiegazione

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Spiegazione della corrente alternata partendo da un esperimento di fisica (7 pagine formato doc)

CORRENTE ALTERNATA: SPIEGAZIONE

La corrente alternata di Nikola Tesla.

Condizioni di partenza. Immaginiamo di porre una spira di materiale conduttore ( ad esempio rame) all’interno di un campo magnetico come in fig. 1.
In nero è mostrata la spira inserita nel campo magnetico da due diverse visuali, in cui si nota come le linee di campo attraversino la superficie della spira stessa ( disegnate in rosso).
Calcolo del flusso. Per calcolare la quantità del flusso del campo magnetico che passa all’interno della superficie della spira, si applica la definizione di flusso, in pratica: ΦS (B) = S * B * cosα (1).

Circuiti in corrente alternata: riassunto e spiegazione

CORRENTE ALTERNATA FISICA

Dove per α s’intende l’angolo che si forma tra la normale alla superficie e le linee di forza del campo magnetico ( fig. 2) . Fig.2 - E’ mostrato un esempio di posizione della spira nello spazio dove è visibile l’angolo tra la normale alla superficie e le linee di flusso del campo magnetico.
Applicazione moto circolare. Applicando un moto rotatorio alla spira, questa comincerà a ruotare intorno al suo asse con una certa velocità che è chiamata Ï.In questo modo, l’angolo tra la normale alla superficie e le linee di flusso del campo magnetico cambierà al passare del tempo. Per trovare come varia l’angolo in funzione del tempo, si parte dalla definizione di velocità angolare del moto circolare, vale a dire: ÏÂŽ = ά/t, e la si esplicita rispetto ad ά.
Otterremo così che ά = ÏÂŽ* t; sostituendolo nella formula (1) otterremo che il flusso del campo magnetico che attraversa la spira sarà uguale, al passare del tempo, ad: Φs (B) = S * B * cosÏÂŽt (2)

Confronto con moto armonico. Gli scienziati, arrivati alla formula (2) si accorsero che era somigliante alla formula che esprimeva l’equazione di un moto armonico, cioè x = R * cosά, e pensarono che anche il flusso del campo magnetico potesse comportarsi come un moto armonico.

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CORRENTE ALTERNATA: SPIEGAZIONE SEMPLICE

Il moto armonico, descritto nel grafico 1, è il moto di un corpo rispetto ad un punto medio e ha le seguenti caratteristiche:
• Un’ ampiezza chiamata R
• Un periodo, cioè il tempo in cui avviene un ciclo completo.
• Una pulsazione chiamata ÏÂŽ
• Una frequenza, cioè le oscillazioni per unità di tempo.
Confrontandolo con il comportamento del flusso che attraversa la nostra spira in movimento, vedrò che anche lo stesso flusso si comporta seguendo il morto armonico; infatti:
• Il flusso ha un’ampiezza massima uguale a S * B
• Ha un periodo
• Ha una pulsazione ÏÂŽ
• Ha una frequenza
Discorso a parte va fatto per la velocità: infatti, in un moto armonico la velocità non è costante, e questo è comprensibile se immaginiamo il moto armonico come la proiezione su una retta di un moto circolare.