Weber: Unità di Flusso Magnetico
Il Weber (Wb) rappresenta l’unità di misura del flusso magnetico nel Sistema Internazionale di Unità (SI). Prende il nome dal fisico tedesco Wilhelm Eduard Weber, noto per i suoi importanti contributi nel campo dell’elettromagnetismo. Il flusso magnetico è una quantità scalare che indica il campo magnetico totale attraverso una determinata area, considerando sia l’intensità del campo magnetico sia l’orientamento delle linee di campo rispetto alla superficie.
Il Weber viene utilizzato per quantificare l’effetto complessivo di un campo magnetico su una superficie o all’interno di un circuito chiuso, come nel caso di una bobina di filo nell’induzione elettromagnetica. Un weber è definito come il flusso magnetico che, collegando un circuito di un solo giro, produce una forza elettromotrice di un volt quando si riduce uniformemente a zero in un secondo. In altri termini, 1 Wb = 1 V⋅s (volt-secondo).
Definizione Matematica del Flusso Magnetico
Matematicamente, il flusso magnetico (Φ) è definito come l’integrale di superficie della densità di flusso magnetico (B) su un’area (A). La formula per il flusso magnetico è:
Φ = ∫∫ B • dA
Dove:
- Φ è il flusso magnetico (misurato in weber, Wb)
- B è il vettore del campo magnetico (misurato in tesla, T)
- dA è il vettore dell’area differenziale (misurato in metri quadrati, m²)
- • indica il prodotto scalare
Il Ruolo del Flusso Magnetico nell’Induzione Elettromagnetica
Il flusso magnetico gioca un ruolo cruciale nella comprensione dell’induzione elettromagnetica, come descritto dalla legge di Faraday sull’induzione elettromagnetica. Questa legge afferma che la forza elettromotrice (EMF) indotta in un circuito chiuso è proporzionale al tasso di cambiamento del flusso magnetico attraverso il circuito.
Esempi di Flussi Magnetici
Ecco tre esempi di flussi magnetici con valori in weber:
- Un anello circolare con un raggio di 0.03 m è posto in un campo magnetico uniforme di 0.4 T, perpendicolare alle linee di campo. Il flusso magnetico attraverso l’anello è: Φ = B * A = 0.4 T * (π * (0.03 m)²) ≈ 3.39 × 10-3 Wb
- Un anello rettangolare con una lunghezza di 0.05 m e una larghezza di 0.03 m è orientato parallelamente a un campo magnetico uniforme di 0.6 T. Poiché le linee del campo magnetico sono parallele al piano dell’anello, il flusso magnetico è: Φ = 0 Wb (nessuna linea di campo magnetico attraversa l’anello)
- Un anello triangolare equilatero con una lunghezza del lato di 0.04 m è posto in un campo magnetico uniforme di 0.8 T, perpendicolare alle linee di campo. L’area del triangolo è A = (lato² * √3) / 4. Il flusso magnetico attraverso l’anello è: Φ = B * A = 0.8 T * ((0.04 m)² * √3 / 4) ≈ 2.21 × 10-3 Wb
