Un avvolgimento di N = 25 spire, ciascuna di area A = 40 cm² è posto tra le espansioni polari di un elettromagnete. Quando l’elettromagnete non è attivato, il campo magnetico che attraversa l’avvolgimento ha un valore iniziale di 10 mT. Aumentando opportunamente la corrente nell’elettromagnete, si fa crescere linearmente questo campo, in un intervallo di tempo ∆t = 0,10 s, fino al valore finale di 0.15 T. L’avvolgimento ha resistenza R = 4,5 Ω. Trascura gli effetti di autoinduzione dell’avvolgimento. Nell’intervallo ∆t calcola i valori dell’intensità di corrente che circola, della carica che attraversa l’avvolgimento e dell’energia dissipata dalla resistenza;

Va applicata la legge di Faraday-Neumann-Lenz che è (in valore assoluto): $$f.e.m.=\frac{\mathrm{\Delta }\mathrm{\Phi }}{\mathrm{\Delta }t}$$ In questo caso si può scrivere: $$f.e.m.=NS\frac{\mathrm{\Delta }B}{\mathrm{\Delta }t}$$ Questa f.e.m. fa scorrere nella resistenza una corrente i secondo la legge di Ohm: $$i=\frac{f.e.m.}{R}$$ Quindi la corrente è : $$i=\frac{f.e.m.}{R}=\frac{NS\frac{\mathrm{\Delta }B}{\mathrm{\Delta }t}}{R}=\frac{NS}{R}\frac{\mathrm{\Delta }B}{\mathrm{\Delta }t}$$ Sostituiamo i dati: $$i=\frac{25\cdot 40\cdot {10}^{-4}}{4.5}\frac{0.15-0.01}{0.1}\approx 0.031A$$ La carica che attraversa l'avvolgimento è data dalla definizione di corrente elettrica: $$\mathrm{\Delta }Q=i\cdot \mathrm{\Delta }t=0.0031C$$ Infine l'energia dissipata dalla resistenza dalla legge di Joule: $$W=i^{2}R\mathrm{\Delta }t={0.031}^2\cdot 4.5\cdot 0.1\approx 4.3\cdot {10}^{-4}J$$