INDUZIONE

INDUZIONE

. Fisica. - S'indicano col nome d'induzione varî fenomeni per cui un corpo o un particolare agente fa nascere su un altro corpo alcune proprietà. Il primo corpo o agente si dice induttore, il secondo indotto e le proprietà nate in questo indotte.

Induzione elettrica e magnetica - Ha luogo sui corpi posti in campi elettrici e magnetici e il modo secondo cui il fenomeno ha luogo e secondo cui si manifesta differisce molto a seconda della natura della materia di cui il corpo è costituito.

Per quanto riguarda l'induzione elettrica, si deve fare una grande distinzione tra conduttori e isolanti; nel primo caso anzi il fenomeno prende comunemente il nome d'influenza elettrica, riservando la denominazione d'induzione per il fenomeno relativo ai dielettrici. La distinzione tra influenza elettrica e induzione elettrica deriva dal fatto che per i conduttori, in conseguenza del campo, si ha uno spostamento di cariche (elettroni) da una parte all'altra del conduttore, mentre per i dielettrici il fenomeno è localizzato entro gli elementi di cui il corpo è costituito; nel caso dell'influenza le cariche che per questo fenomeno si manifestano possono essere separate e asportate, mentre nel caso dell'induzione dei dielettrici ciò non può avvenire sia per l'essere il corpo un isolante, cioè tale da non consentire la migrazione delle sue cariche, sia perché in seguito ai microscopici spostamenti sopra accennati le cariche elementari di un dato segno sono sempre vicine ad altre di segno contrario (v. elettrostatica).

L'induzione magnetica, che si manifesta in modo particolare per il ferro, cobalto e nichel, ha luogo secondo un meccanismo simile all'induzione nei dielettrici; ma a differenza di questa può essere permanente, nel senso che la sostanza magnetizzata (particolarmente alcune qualità d'acciaio) può conservare le sue proprietà magnetiche anche dopo cessata l'azione del campo che l'ha provocata (v. magnetismo).

Induzione elettromagnetica. - Fenomeno molto dissimile dai precedenti e costituito dalla comparsa d'una forza elettromotrice, che si dice indotta, in seno a un conduttore posto in campo magnetico variabile e che dura finché dura la variazione suddetta. I fenomeni d'induzione elettromagnetica, la cui scoperta è dovuta a M. Faraday, possono essere brevemente riassunti nel modo seguente, rimandando per la trattazione più completa alle voci elettromagnetismo; elettricità.

Consideriamo una spira metallica posta in un campo magnetico; attraverso questa spira ha luogo un flusso di forza magnetico, che dipende dall'intensità del campo e dalla forma, estensione e posizione della spira rispetto alle linee di forza del campo. Variando l'intensità del campo o la posizione, la forma, la grandezza o l'orientazione della spira, si potrà far variare il flusso concatenato con questa spira. A ogni variazione di flusso, nasce nella spira una forza elettromotrice indotta e da questa, se il circuito è chiuso, una corrente indotta, che dura finché dura la variazione del flusso, e ha senso tale da creare per suo conto un campo magnetico il cui flusso attraverso la spira stessa ha senso tale da annullare la variazione di flusso che l'ha provocata. Il campo primitivo può essere dovuto a un magnete permanente o a un elettromagnete; in quest'ultimo caso la variazione del flusso, che produce l'induzione, può essere prodotta con una variazione del campo stesso ottenuta facendo variare la corrente nell'elettrocalamita; si viene così a vedere come a una variazione in un circuito (primario o induttore), corrispondano in un altro circuito (secondario o indotto) una forza elettromotrice indotta e una corrente indotta.

A parità di variazione di flusso, la forza elettromotrice generata è diversa secondo le caratteristiche della spira, e per due dati circuiti così accoppiati elettromagneticamente la forza elettromotrice dipende dai varî fattori cui sopra si è fatto cenno; è pertanto necessario introdurre un qualche coefficiente che li comprenda tutti e consenta di confrontare in modo semplice le più svariate coppie di circuiti che si possano presentare nella pratica; si definisce perciò coefficiente d'induzione mutua o induttanza reciproca tra due circuiti, il numero di volt che misura la forza elettromotrice nata in uno dei due circuiti, quando nell'altro la corrente varia di un ampère al secondo. L'unità usata per la misura di questo coefficiente è l'Henry e rappresenta il coefficiente d'induzione mutua fra due circuiti tali che, quando in uno la corrente varia di un ampère al secondo, nell'altro nasce la forza elettromotrice di un volt. E siccome le dimensioni di questo coefficiente sono quelle di una lunghezza, nel sistema centimetro-grammo-secondo si assume il centimetro per la sua misura: un Henry corrisponde quindi a cm. 10⁹. Come un circuito è capace di produrre fenomeni d'induzione su circuiti posti nelle sue vicinanze, così è capace di produrli su sé stesso; il fenomeno qualitativamente è identico al precedente e si dice autoinduzione ed è causa dei cosiddetti fenomeni di extracorrente, perché, ricordando quanto sopra si è detto circa il senso della corrente indotta, avviene che se, per es., la corrente primaria aumenta, la corrente indotta, che ha luogo solo nel periodo variabile e che ha senso contrario a quella primitiva e ostacola la tendenza all'aumento della primaria. Se invece la primaria sta per diminuire d'intensità, cioè la variazione è in meno, la corrente indotta ha lo stesso senso così da tendere a mantenere la corrente che sta per diminuire. In altre parole l'elettricità si comporta in questi fenomeni come se avesse inerzia, in quanto l'effetto dell'induzione ostacola le variazioni di corrente, così come l'inerzia materiale tende a opporsi alle variazioni di velocità dei corpi. Ogni circuito ha un proprio coefficiente di autoinduzione o induttanza, che in analogia al coefficiente d'induzione mutua è misurato dalla forza elettromotrice che in essa ha luogo, quando la corrente che in esso circola varia di un ampère al secondo.

I fenomeni di mutua e autoinduzione hanno enorme importanza in tutti i problemi relativi alle correnti e come è naturale particolarmente in quelli a regime variabile. Per es., a causa dell'inerzia cui sopra si è fatto cenno, la resistenza offerta da un conduttore al passaggio della corrente elettrica è a parità di altre condizioni maggiore per le frequenze alte che per le basse. A questa resistenza dovuta ai fenomeni d'induzione si dà il nome di resistenza apparente o impedenza.