Induttore

[Carminep12]

Un induttore, carico, collegato a un circuito si comporta da generatore. Ma, mentre la spiegazione del come ciò sia possibile a livello concreto, con le armature che si caricano e le cariche che si spostano, per il condensatore, per l'induttore non capisco come esso faccia ad accumulare energia. La spiegazione matematica la conosco, ed esce fuori l'energia elettromagnetica accumulata dall'induttore, non conosco però a livello "fisico" che succede. Da ciò che so io se la corrente che attraversa il bipolo in questione varia, varia il campo magnetico, e si crea una fem autoindotta che si oppone alla variazione di corrente. La mia domanda è: dove va a finire questa corrente? Nel condensatore finiva sulle armature, sottoforma di carica Q, positiva e negativa rispettivamente... E qua? Di certo deve finire sull'induttore, perché si carica e può funzionare da generatore se collegato a una resistenza o un altro circuito, ma dove si accumula sull'induttore stesso? Grazie per le risposte.

[mgrau]

Forse la questione sta nel fatto che, mentre puoi avere un condensatore carico, tenerlo in un cassetto, e collegarlo ad un circuito quando ti serve, questo con un induttore non lo puoi fare. Un induttore "carico" è un induttore in cui circola corrente, quindi deve essere inserito in un circuito, non puoi impacchettarlo e metterlo in un cassetto. Il semplice fatto di scollegarlo dal circuito attiva la scarica.

[RenzoDF]

"mgrau":... Un induttore "carico" è un induttore in cui circola corrente, quindi deve essere inserito in un circuito, non puoi impacchettarlo e metterlo in un cassetto. Il semplice fatto di scollegarlo dal circuito attiva la scarica.

Diciamo che "per metterlo nel cassetto", dualmente a quanto avviene per il condensatore (per il quale si apre il collegamento), l'induttore dovrebbe essere cortocircuitato; il problema pratico è che, oltre ad essere più "normale" aprire che cortocircuitare, il comportamento del condensatore è normalmente più prossimo a quello di un condensatore ideale [nota]Resistenza parassita $R_p$ in parallelo normalmente sufficientemente elevata.[/nota], di quanto avvenga per l'induttore [nota]Resistenza parassita serie $R_s$ normalmente non sufficientemente bassa.[/nota], e di conseguenza un induttore cortocircuitato, una volta messo nel cassetto, non rimarrebbe carico per molto [nota]Se non portato a temperature particolarmente basse.[/nota], visto che \(\tau=L/R_s\), a differenza di un condensatore, per il quale $\tau=CR_p$.

[Vidocq]

Non hai chiaro nemmeno il significato di energia elettrostatica associato al condensatore.

Non hai chiaro il significato di corrente elettrica

"mgrau": La mia domanda è: dove va a finire questa corrente? Nel condensatore finiva sulle armature, sottoforma di carica Q, positiva e negativa rispettivamente

E non hai chiaro i "luoghi" di immagazzinamento

"Carmine12":finiva sulle armature

La spiegazione non è banale e bisognerebbe considerare diversi casi che portano a diverse considerazioni e formule.
Tu dai questa informazione.

"Carmine12":Un induttore, carico, collegato a un circuito

Allora siamo in grado di individuare la situazione da studiare: Energia magnetica dei circuiti filiformi in mezzi lineari in condizioni magnetostatiche o quasi-magnetostatiche. Da queste ipotesi di ricavano i modelli zero-dimensionali utili per lo studio dei fenomeni magnetici in gioco.
Una cosa: energia magnetica non

"Carmine12":La spiegazione matematica la conosco, ed esce fuori l'energia elettromagnetica accumulata dall'induttore,

Adesso vediamo di rispondere alla tua domanda, se ci riusciamo.
L'energia magnetica è immagazzinata nello spazio $\tau $ in cui si sviluppa il campo di corrente J.
Tale regione di spazio spesso è costituita dal conduttore immerso nel mezzo isolante in grado di realizzare un percorso definito per J. Stiamo facendo l'ipotesi di circuiti filiformi in mezzi lineari (linea $l$ di integrazione ben definita).
Sostanzialmente questo discorso vale anche per i conduttori massicci, ma è necessario fare qualche approssimazione se desideriamo procedere con il calcolo analitico (linea $l$ di integrazione non univocamente definita).

P.S.
Ripassa la parte relativa al condensatore

[Carminep12]

Vidocq, ti ringrazio per la risposta, ma evidentemente siamo a un livello troppo diverse di conoscenze. Quelle che ho io sono relative allo studio di un corso di fisica II in una facoltà di ingegneria e di un mese di elettrotecnica. In elettrotecnica praticamente mi sono raso conto che il mio libro di Fisica II non diceva nulla su certe questioni, come quelle che ho posto in queste due domande, e molte altre. Quello di elettrotecnica questi aspetti, invece, li tratta un po' meglio, ma ti accenna una spiegazione più precisa per poi sorvolare e concentrarsi sulla risoluzione pratica di reti. Sostanzialmente non so minimamente da dove attingere queste informazioni, e le cose di cui mi parli tu mi sembrano arabo, a causa delle mie scarse conoscenze (obbiettivamente non per colpa mia, anche perché nella mia facoltà ho voti alti, ma queste cose non le approfondiamo ai livelli di cui parli. Anche se mi piacerebbe.) in materia. Penso però che sarebbe possibile rispondere ugualmente in termini un po' più "terra terra". Le risposte degli altri utenti mi hanno fatto intendere che un induttore reale non si può staccare, mettere in un cassetto, e poi collegare a un circuito. Tutti mi confermate, però, che questo è possibile per uno ideale?

[Vidocq]

"Carmine12":Di certo deve finire sull'induttore, perché si carica e può funzionare da generatore se collegato a una resistenza o un altro circuito, ma dove si accumula sull'induttore stesso? Grazie per le risposte.

"Carmine12":Penso però che sarebbe possibile rispondere ugualmente in termini un po' più "terra terra".

"Vidocq":L'energia magnetica è immagazzinata nello spazio τ in cui si sviluppa il campo di corrente J.
Tale regione di spazio spesso è costituita dal conduttore immerso nel mezzo isolante in grado di realizzare un percorso definito per J.

[RenzoDF]

"Carmine12":... Tutti mi confermate, però, che questo è possibile per uno ideale?

Certo che sì, se lo cortocircuiti con un conduttore ideale.

[Vidocq]

"Carmine12":Le risposte degli altri utenti mi hanno fatto intendere che un induttore reale non si può staccare, mettere in un cassetto, e poi collegare a un circuito. Tutti mi confermate, però, che questo è possibile per uno ideale?

Questa è una domanda diversa rispetto a quella presente nel tuo post iniziale.
Comprendi come mai il condensatore debba essere "conservato" in circuito aperto e l'induttore, invece, in circuito chiuso?

[Carminep12]

Diciamo di sì ma non hi le idee molto chiare a riguardo...

[Carminep12]

Provo a spiegarmi meglio. So che, per un condensatore, in fase di carica le armature si caricano di cariche uguali in modulo e segno opposto +Q e - Q. A regime il circuito diventa aperto. Io posso staccare il condensatore e collegarlo a un nuovo circuito senza generatore, e c'è la fase di scarica: le armature si scaricano e la corrente aumenta. Entrambe le cose avvengono con legge esponenziale, ma la carica segue una funzione decrescente, l'intensità di corrente una crescente, fino, rispettivamente, ai corrispettivi valori limite (asintotici). Per l'induttore , che a regime è un circuito aperto, posso fare idealmente la stessa cosa, ma mentre per il condensatore so che a spostarsi sono le cariche che si accumulano sulle armature, in questo caso non capisco come si carica e scarica, fisicamente, il componente. Deve accumulare dell'energia, non penso accumuli direttamente carica elettrica come il condensatore, ma come fa? Dove dovrebbe accumulare tali cariche elettriche (se funzionasse in analogia a un condensatore) se è un semplice filo percorso da corrente avvolto attorno a un mezzo magnetico. Certo non sul filo stesso... Allora in base alla tua risposta mi viene da pensare che non accumula cariche ma energia potenziale e basta, e che quando lo colleghi a un circuito la rilasci fungendo da generatore. Ma a me questa sembra una specie di spiegazione più matematica che fisica...so che esiste, in analogia, l'energia elettrostatica anche per il condensatore che dipende dalla zona di spazio e dal solo campo elettrico lì presente, indipendentemente dalla presenza o meno di un condensatore, ma effettivamente quando un condensatore ce l'ho si può dare una spiegazione precisa di ciò che succede tramite l'accumulo sulle armature ecc. Per l'induttore non si può?

[mgrau]

"Carmine12":Entrambe le cose avvengono con legge esponenziale, ma la carica segue una funzione decrescente, l'intensità di corrente una crescente

No, l'intensità decresce fino a zero

"Carmine12":Per l'induttore , che a regime è un circuito aperto

No, chiuso. E' il condensatore che a regime è un circuito aperto.

"Carmine12": Dove dovrebbe accumulare tali cariche elettriche (se funzionasse in analogia a un condensatore) se è un semplice filo percorso da corrente avvolto attorno a un mezzo magnetico.

Pare che tu concepisca un'energia come necessariamente legata alla "materia". Quindi, avrai dei problemi a pensare all'energia di un'onda...
Comunque, anche se ti sembra un trucco matematico, dovresti vedere l'energia del condensatore come residente nel campo elettrostatico, e quella dell'induttore nel campo magnetico.

[Carminep12]

Va bene ti ringrazio. Relativamente al fatto di aver detto che a regime è un circuito aperto ovviamente mi sono confuso nello scrivere, come già discusso nei post precedenti è il condensatore ad essere un circuito aperto. In ogni caso ti ringrazio, spero di riuscire a capire meglio questi concetti un giorno.