Fino al capitolo sull’elettrostatica abbiamo dato per scontato che il campo elettrico fosse conservativo: la circuitazione di lungo qualsiasi cammino chiuso valeva zero, e questo permetteva di definire un potenziale elettrico univoco. La legge di Faraday rovescia questa certezza: appena il flusso magnetico cambia nel tempo, può essere diverso da zero. Il campo elettrico indotto, in altre parole, non discende da un potenziale; le sue linee di forza si chiudono su se stesse, come quelle di un campo magnetico stazionario.
Il significato di questa scoperta è enorme. Significa che esiste un campo elettrico “senza cariche”, non generato da un addensamento di carica positiva o negativa, ma da una variazione di flusso magnetico attraverso il cammino lungo cui lo si misura. È quel campo che spinge gli elettroni dentro la spira di una dinamo, dentro l’avvolgimento di un trasformatore, dentro l’antenna di un’autoradio. Senza di esso non avremmo né generatori industriali, né onde radio.
Il prezzo concettuale da pagare è altrettanto grande. Da Faraday in avanti il “potenziale elettrico” che misuriamo nei circuiti non è più, in generale, il vecchio potenziale elettrostatico: è una combinazione fra esso e un nuovo termine legato alla variazione del campo magnetico. Quando colleghi un voltmetro tra due punti di un circuito attraversato da un flusso variabile, la lettura dipende anche dal cammino seguito dai cavi del voltmetro: un risultato sconcertante che fa parte degli “esperimenti pensati” della didattica novecentesca. Fra circa due capitoli, con le equazioni di Maxwell, vedremo che proprio questo termine non conservativo è ciò che permette al campo elettromagnetico di auto-sostenersi e propagarsi nel vuoto: la luce.
Collegamenti
Argomenti: Induzione elettromagnetica Concetti: Legge di Faraday-Neumann-Lenz · Campo elettrico · Potenziale elettrico
Esercizi collegati: Vero o falso su campo e potenziale · Differenza di potenziale nube-suolo · Le linee di campo non si incrociano