Che cos'è l'accoppiamento induttivo?

L'accoppiamento induttivo si riferisce al fenomeno che esiste quando un campo magnetico creato da una corrente elettrica induce un effetto su qualcos'altro. Quando ciò accade, i due diventano reciprocamente reattivi o accoppiati dagli effetti induttivi del campo magnetico. Ad esempio, quando una corrente elettrica passa attraverso un filo, il campo elettromagnetico creato può indurre una corrente elettrica in un altro filo, facendo accoppiare induttivamente i due. I principi e gli effetti dell'accoppiamento induttivo trovano impiego in dispositivi come trasformatori e motori elettrici.

Gli effetti dell'accoppiamento induttivo possono essere utilizzati in uno dei tre modi principali. Innanzitutto, il campo induttore può creare una corrente elettrica specificamente desiderata, come nei trasformatori. In secondo luogo, il campo induttore può creare un effetto meccanico specificamente desiderato, come nei motori elettrici. Infine, il campo inducente può creare una risonanza, che a sua volta può creare correnti elettriche specificatamente desiderate, come nella trasmissione e ricezione radio e nei dispositivi di ricarica senza contatto.

Nei trasformatori, una corrente elettrica conduce attraverso un filo avvolto attorno a un nucleo di qualche tipo, chiamato avvolgimento primario. Questo filo viene posizionato intenzionalmente vicino a un altro filo avvolto attorno allo stesso nucleo, chiamato avvolgimento secondario. Il campo elettromagnetico, creato facendo passare la corrente attraverso l'avvolgimento primario, induce quindi una corrente elettrica nell'avvolgimento secondario.

Se i due avvolgimenti hanno lo stesso numero di giri attorno al nucleo, consente all'avvolgimento primario di passare una replica esatta della sua corrente elettrica all'avvolgimento secondario. Questi tipi di trasformatori sono in genere chiamati trasformatori di isolamento. Attraverso l'induzione, consentono a due circuiti di essere collegati elettricamente o accoppiati, senza effettivamente entrare in contatto fisico diretto, che isola fisicamente i due circuiti l'uno dall'altro.

Quando gli avvolgimenti primario e secondario non hanno lo stesso numero di giri attorno al nucleo, l'accoppiamento induttivo provoca un effetto diverso. Il campo elettromagnetico creato dall'avvolgimento primario indurrà una corrente di valore proporzionale alla differenza tra i due avvolgimenti. Ad esempio, se l'avvolgimento primario è di 10 giri attorno al nucleo e l'avvolgimento secondario è di 20 giri attorno al nucleo, la corrente indotta nell'avvolgimento secondario sarà due volte la tensione della corrente che passa attraverso l'avvolgimento primario.

Un motore elettrico utilizza un aspetto diverso del campo elettromagnetico. In un semplice motore, un filo viene avvolto attorno a un rotore formando l'albero rotante del motore. Quando una corrente elettrica passa attraverso il filo, crea un campo elettromagnetico. Questo campo quindi induce una forza meccanica allontanandosi e tirando verso i magneti montati attorno al rotore, a seconda della polarità dei campi magnetici.

I dispositivi risonanti funzionano in modo simile ai trasformatori, tuttavia, senza gli avvolgimenti associati. In questi dispositivi viene creato un campo elettromagnetico permanente. Quando questo campo incontra un'antenna, l'effetto dell'accoppiamento induttivo fa risuonare l'antenna, che a sua volta induce una corrente elettrica nel suo punto di alimentazione. Nel caso di una radio, la corrente indotta viene amplificata e ascoltata via radio. In un dispositivo di ricarica, la corrente indotta viene applicata direttamente ai terminali di una batteria per ricaricarla.