L’effetto motore — Educazione fisica, 14–17
Come un campo magnetico spinge un filo percorso da corrente e produce la forza che fa ruotare un motore elettrico.
L’idea
La corrente in un filo è costituita da cariche in movimento e un campo magnetico può esercitare una spinta su queste cariche. Il filo subisce quindi una forza perpendicolare sia alla corrente sia al campo. Per un filo rettilineo, il valore della forza è F = BIL senθ.
Perché serve
L’elettricità può trasferire energia, ma un circuito da solo non spiega come questa energia diventi rotazione. L’effetto motore risolve il problema facendo subire a una bobina percorsa da corrente delle forze in un campo magnetico. I primi esperimenti, in cui la corrente deviava una bussola, rivelarono il legame tra elettricità e magnetismo.
Un esempio svolto
Un filo lungo 0,40 m porta una corrente di 3,0 A in un campo magnetico di 0,20 T, a 90°. Poiché sen90° = 1, usiamo F = BIL = 0,20 × 3,0 × 0,40. La forza vale 0,24 N e la sua direzione si trova con la regola della mano per l’effetto motore.
L’errore comune
Un errore comune è aspettarsi una forza ogni volta che un filo percorso da corrente si trova vicino a un magnete. Sembra ragionevole perché sono presenti entrambi gli elementi, ma conta l’angolo: un filo parallelo al campo ha θ = 0° e sen0° = 0, quindi la forza motrice è nulla. Il filo deve attraversare la direzione del campo.
Fuori dalla scuola
I motori elettrici usano una bobina percorsa da corrente in un campo magnetico per produrre una rotazione continua. Azionano ventilatori, lavatrici, biciclette elettriche e molti utensili. Un motore usa l’effetto motore per trasformare l’energia elettrica in movimento; la commutazione o la corrente alternata mantiene lo stesso verso di rotazione.
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