Che cos'è l'induzione magnetica?
L'induzione magnetica, che a volte viene definita induzione elettromagnetica, è la creazione di una corrente elettrica indotta, solitamente nei conduttori che si muovono all'interno di un campo magnetico. Potrebbe anche descrivere la creazione di un campo magnetico attraverso il flusso di corrente attraverso un conduttore. Nella tecnologia, l'induzione magnetica viene utilizzata per motori a induzione, stufe, trasformatori, torce elettriche, conduttori di energia wireless, generatori e molte altre applicazioni.
Il principio di base dell'induzione magnetica è che un cambiamento del flusso magnetico indurrà una corrente elettrica in un conduttore vicino. In questo scenario, la corrente deve viaggiare attraverso un percorso chiuso, come un circuito completato, e il flusso magnetico può essere alterato da una variazione dell'intensità del campo magnetico o dal movimento del conduttore attraverso il campo magnetico. La legge di Faraday fornisce una relazione quantitativa tra la variazione del flusso magnetico e la forza elettromotrice indotta (EMF), che equivale alla variazione negativa del flusso per unità di tempo. Per una bobina di filo, la variazione del flusso magnetico per volta deve essere moltiplicata per il numero di bobine per determinare il valore EMF corretto.
In applicazioni pratiche, l'induzione magnetica può essere utilizzata per convertire diversi tipi di energia. Può essere utilizzato per generare calore, come nel caso della stufa a induzione magnetica, o per creare energia meccanica e movimento, come nel caso del motore a induzione. Mentre i meccanismi del trasferimento di energia sono diversi per ciascun dispositivo, funzionano secondo principi di base simili.
Le cucine a induzione magnetica funzionano creando una corrente che genera calore resistivo nella pentola o nella padella. La base del fornello è formata da un filo a spirale, che riceve una corrente alternata (AC). Questa corrente induce un campo magnetico, che oscilla insieme alla corrente e genera una corrente elettrica indotta nella pentola o padella di metallo. Il calore resistivo viene generato in base alla resistenza del singolo piatto o pentola, che è ottimizzata mediante l'uso di materiali ferromagnetici, come acciaio e ferro. Meccanismi di riscaldamento simili possono essere utilizzati in altre applicazioni oltre alla cottura, inclusa la saldatura dei metalli.
La creazione di energia meccanica e rotazione nei motori a induzione magnetica comporta anche campi magnetici oscillanti. In questa configurazione ci sono due parti del motore che sono chiamate statore, o parte fissa, e il rotore, o parte rotante. Ciascuno è in grado di influenzare il campo magnetico dell'altro per creare coppia, che gira il motore e crea energia meccanica. Questo meccanismo di funzionamento è simile a quello dei trasformatori, poiché sia i motori a induzione magnetica che i trasformatori funzionano alterando la corrente elettrica nel sistema.