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Titolo: Experimentum Bellia

Due  piastre magnetizzate, abbastanza estese, siano affacciate coi
poli opposti, abbastanza vicine, in modo che in una regione di spazio
ampia come la distanza tra di esse sia garantito un flusso magnetico
praticamente uniforme.
Siano messe in rotazione intorno ad un'asse ideale parallelo ad esse
passante per il punto medio della distanza.
Tra le piastre sia collocata, ferma nel laboratorio, una spira.
 
Non si indurrà alcuna corrente nella spira, contro la previsione della
Legge di Faraday, secondo la quale la variazione del flusso che entra
nella spira con la rotazione dei magneti dovrebbe indurre tensione.
 
Luciano Buggio
http://www.lucianobuggio.altervista.org
 

 nella spira con la rotazione dei magneti dovrebbe indurre tensione.
 
Quindi gli alternatori non esistono?
 
 
-- 
Firma in allestimento


Se il campo magnetico non è uniforme si ha tensione (alternata) sia
che il rotore sia la spira, sia che il rotore sia il mangete, e tanto
più uguale (la tensione) quanto meno uniforme è il campo (per esempio,
quanto più distanti sono tra loro i poli, a parità di distanza dai
poli dei due lati opposti della spira, supposta quadrata).
Nel caso del del campo perfettamente uniforme si avrà tensione
alternata con la spira come rotore, e tensione nulla nelcaso dei
magneti come rotore
Ancora nel caso del campo perfettamente uniforme, togliendo uno dei
due poli e lasciando tutto il resto com'è, con la spira come rotore si
continuerà ad avere tensione alternata, ma dimezzata, e con il residuo
magnete come rotore continuerà a non esserci tensione e corrente nella
spira, la quale però si  caricherà elettricamente in direzione
ortogonale al campo magnetico: finchè dura la rotazione del magnete,
ci saranno più elettroni su di uno dei due lati del quadrato paralleli
al flusso magnetico, a spese di quelli nell'altro.
 
Gli alternatori esistono eccome: è che lavorano sempre con campi
magnetici non uniformi.
Ottenere un campo  magnetico uniforme non è facile.
 
Luciano Buggio

 wrote:

E come no?
 
Ti espongo il quadro completo, col campo anche non uniforme
 
Prendi due magneti permanenti uguali qualsiasi e misura davanti ad un
polo il campo a due distanze diverse, a tua scelta, d1<d2: è
preferibile, visto che a quelle distanze si troveranno i lati opposti
di una spira, quadra per comodità di esposizione, che la distanza d1
sia minima, quella cioè alla quale il filo rasenta la faccia polare.
 
 
Abbiamo quindi B(d1) e B(d2).
Affaccia due poli opposti a distanza d1+d2, e colloca tra essi una
spira quadra di lato d2-d1
Fai ruotare i due magneti intorno all'asse che taglia in due la
spira.
 
 
Le mie previsione. è che si avrà tensione proporzionale a B(d1)-
B(d2).
 
 
Per avere la stessa tensione che si ha a magneti fermi ponendo in
rotazione alla stessa velocità ecc. la spira, bisogna che d2 sia
grande quanto basta perchè B(d2)=0 (e questa è la risposta alla tua
domanda)
 
 
Infatti in questo secondo caso, a cui si applica la legge di Lorentz,
la tensione indotta sarà invece proporzionale a B(d2)+B(d1), e
condizione per cui le due tensioni si eguaglino è che il secondo
termine si annulli, essendo allora indifferente che vanga sottratto o
sommato..
 
 
Con campo uniforme, cioè B(d2)=B(d1), sarà, con la rotazione dei
magneti:
 
 
 B(d2)-B(d1)=0
quindi nessuna tensione.
 
 
e, per l'altro caso. il massimo della tensione, 2B(d1), con f.e.m di
Lorentz uguale in modulo ai due lati opposti della spira.
 
Come vedi, c'è posto anche per gli alternatori, nei quali il lato
della spira più lontano da un polo non viene interessato dal campo
magnetico B(d2) - a quella distanza praticamente nullo - di quello
stesso polo che sorvola il lato più vicino, dove invece c'è campo,
B(d1).
 
Luciano Buggio
http://www.lucianobuggiio.altervista.org
 
 

 quindi nessuna tensione.
 
Studiare un po' di fisica proprio no? E anche un po' di analisi 
vettoriale potrebbe essere utile.
 
-- 
 
Franco
 
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 come rotore, e tensione nulla nelcaso dei magneti come rotore
 
E perché mai?
 
 
-- 
Firma in allestimento

 vettoriale potrebbe essere utile.
 
Nel caso in cui il campo sia perfettamene uniforme, con B(d2)-B(d1)=0,
e quindi anche con  E(d2)-E(d1)=0, non si avrà circuitazione di
corrente, ma la spira si caricherà polarmente nella direzione del
campo elettrico indotto.
E' questo che intendevi?
E poi, vorrei sapere (questione terminologica) se questa si può
chiamarere "tensione".
 
Naturalmente vorrei che tu mi dicessi anche dove è sbagliato il
ragionamento, e perchè, che faccio col post a cui tu qui rispondi.
Ma non ci spero molto.
 
Guarda che veramente non ce l'ho con te. Vorrei solo che tu, che sai
tante cose, mi aiutassi a capire, e mi contestassi sul merito: che tu
mi dica di mettermi a studiare no serve a nulla.
Non fai prima a dirmi dove sbaglio, e perchè?
 
Luciano Buggio.

 Non fai prima a dirmi dove sbaglio, e perchè?
 
Non capiresti la risposta. Anzi, se sapessi il teorema di Stokes (e le 
equazioni di Maxwell), non avresti neanche fatto la domanda.


 E perché mai?
 
Consideriamo il caso dei magneti come rotore, e l'istante in cui il
piano della spira (quadra) è parallelo al campo magnetico qui supposto
perfettametne uniforme.
 
Sul lato più vicino (alla distanza d1) a ciascun polo sarà indotto un
campo elettrico E(d1) uguale in modulo, direzione e verso a quello
indotto sul lato più lontano (alla distanza d2).
 
Lungo gli due altri lati della spira quadra la f.e.m. dovuta al campo
elettrico indotto è ortogonale, e quindi nulla lungo i lati stessi.
Gli elettroni liberi verrebbero  sospinti quindi lungo gli altri due
lati, nel verso opposto a quello di E, dalla stesa parte, caricando la
spira, se non fosse che per la presenza dell'altro polo vengono spinti
nel verso opposto.
 
Quindi, nel caso dei due pli opposti contrapposti e ruotanti, oltre a
non avere corrente, non si avrà nemmeno caricamento polare della
spira.
In tal senso devo retificare quanto ho appena scritto a Franco: non
tenevo conto del fatto che qui i mangeti sono due: quelloo che gli ho
detto (che cioè la spira si polarizza elettricametne, è vero solo solo
se il polo rotante è uno solo.
 
Adeso provvedo a rettificare anche lì.
 
Ti sarei grato se mi dicessi dove sbaglio.
 
Ciao.
 
Luciano Buggio
 

 campo elettrico indotto.
 
Come ho scritto pocanzi a Lefthand, non è vero: è vero solo se a
ruotare intorno alla spira è solo un polo, e non è il nostro caso, no
lo ricordavo, mi sono abituato per lungo tempo a parlare solo di un
polo..
Se c'è, affacciato, anche il polo opposto, non c'è nemmeno il
caricamento della spira, perchè tra i due poli il campo elettrico
indotto si annulla..
Chiedo scusa per l'ennesima svista.
 
Luciano Buggio
 
P.S.
Forse tu ti riferivi, col tuo reply, al fatto che faccio confusione
tra B e H?
E/o che non ho specificato che le mie somme erano solo somme di
moduli?
In effetti non li ho mai distinti, H e B, ed ho sempre parlato di B.
Non uccidetemi per questo.

 equazioni di Maxwell), non avresti neanche fatto la domanda.
 
Ti pregherei allora di rispondere (con un si o con un no, se ti è
possibile) alla seguente domanda.
 
***E' vero o no che il campo elettrico indotto davanti a ciascun polo
in rotazione alle distanze d(1) e d(2)  ha la stessa direzione (è
ortogonale alle linee del campo magnetico) e verso (a seconda della
polarità e  del verso della rotazione)?***
Per chiarezza considerane solo uno.
 
Io credo che questa risposta (si o no) potrei capirla, anche senza
sapere il teorema di Stokes.
 
Grazie.
 
Luciano Buggio


 Ti sarei grato se mi dicessi dove sbaglio.
 
Sbagli nell'intestardirti a negare la relatività del moto rotazionale: 
ruotare il magnete, o i magneti, diciamo in senso orario, è perfettamente 
equivalente a ruotare la spira in senso antiorario.
Perlomeno finché non ci curiamo dell'emissione elettromagnetica nello 
spazio generata dal campo rotante...
 
 
-- 
Firma in allestimento

 sapere il teorema di Stokes.
 
Forza di Lorentz: F = qv X B 
 
dove q (carica) è uno scalare, V, B e F sono vettori, X è il prodotto 
vettoriale: da questa puoi ricavare, dividendo per q,
 
 E = v X B
 
Quindi se cambi il verso della velocità (la velocità _tangenziale_, non 
la velocità _angolare_!), cambia il verso del campo elettrico indotto.
 
-- 
Firma in allestimento

 No. I _versi_ non sono uguali.
 
Per maggior chiarezza e semplicità non ti sia sfuggito che qui abbiamo
eliminato uno dei due poli, ne abbiamo solo uno.
Eliminiamo anche la spira.
L'unico polo ruota intorno ad un asse C distante R a velocità angolare
w.
Supponiamo anche, sempre per semplicità e didatticamente (il caso non
è certametne reale) che lungo la direzione semiretta che parte dal
centro della faccia polare e ruota intorno a C  il campo B sia
costante, sempre uguale al variare della distanza r dal polo.
 
Secondo quanto tu sostieni (e quanto si deduce dalla legge di Faraday-
Neumann-Lentz) il campo elettrico E indotto lungo la semiretta è nel
nostro caso (a meno di un'altra costante di proporzionalità, legata
alla diversa natura dei campi elettrico e magnetco):
 
E= - B*w(r-R)= B*(- wr + wR)
 
Per r=0 (cioè a ridosso del polo) il campo vale B*wR, poi,
allontanadoci dal polo, diminuisce linearmente fino alla distanza R,
dove si annulla.
 
Per r>R il campo E riapppare, crescendo linearmente fino ad infinito,
e tanto più velocente quanto maggiore è w, essendo rw la velocità
periferica con cui ruota  il punto sulla semiretta a distanza r dal
polo.
 
Mi confermi questo?
 
Luciano Buggio
