Induzione elettromagnetica
Forza elettromotrice indotta:
Fenomeni elettrici e fenomeni magnetici sono strettamente collegati tra di loro.
Nel 1820 Oersted dimostrò che vicino ad un filo percorso da corrente, un ago magnetico risentiva di un azione meccanica, mentre nel 1831 Faraday verificò, muovendo una calamita all'interno di un solenoide, l'evento inverso, ovvero una corrente elettrica generata da un campo magnetico. Essendone, nel secondo caso, il circuito privo, la corrente non sarebbe potuta essere prodotta da un generatore interno.
Perchè vi sia corrente all'interno del circuito non basta però che sia posta una calamita al suo interno, ma si necessita di un movimento di questa rispetto al solenoide, al fine di generare un campo magnetico variabile che induca una corrente all'interno del circuito. Questo fenomeno è appunto detto Induzione elettromagnetica.
Alternativamente, è anche possibile generare una corrente indotta mantenendo il valore del campo magnetico invariato. Perchè ciò sia possibile si va ad operare sul flusso generato dal campo magnetico in questione, facendo variare l'orientazione della superficie delimitata dal circuito ed immersa del campo rispetto alle linee di forza di quest'ultimo.
Φ(B)=B·S·cosα
Per modificare Φ si può variare il campo magnetico B, cambiare la superficie S o variare l'orientazione modificando l'angolo α. Affinchè nel circuito si generi una corrente indotta deve quindi variare nel tempo il flusso del campo magnetico attraverso la superficie. L'intensità di questa corrente sarà tanto maggiore quanto sarà più rapida la variazione del flusso.
La legge fisica della forza elettromotrice indotta, che è calcolabile mediante l'omonima formula, è la Legge di Faraday-Neumann-Lenz:
f.e.m=-(ΔΦ(B)) / Δt
dove ΔΦ(B) è la variazione di flusso nell'intervallo Δt e quindi il rapporto indica la variazione del flusso.
Questa legge descrive l'induzione elettromagnetica in modo generale.
Applicazione agli RFID:
Gli RFID sono classificati in due grandi famiglie:
- Attivi: Hanno un'alimentazione propria e trasmettono le informazioni a grandi distanze senza la necessità di essere interrogati da un lettore RFID
- Passivi: Necessitano di un alimentazione fornita da il lettore RFID al momento dell' "interrogazione", per questo sono in grado di trasmettere in un range di 0-15m
Questi ultimi, per l'alimentazione sfruttano infatti il principio dell'induzione magnetica. Il lettore emetterà infatti un campo magnetico variabile che andrà ad alimentare il circuito interno dell'RFID, il processore del chip verrà attivato e restituirà un segnale che verrà tramutato in un campo magnetico ed emesso da un'antenna sempre interna al chip. Il lettore RFID capterà questo campo magnetico contenente i dati del chip e lo riconvertirà in linguaggio macchina.
Φ(B⃗ )=B⃗ ⋅S⃗ =B⋅S⋅cosα
Φ(B⃗ )=B⃗ ⋅S⃗ =B⋅S⋅cosα