Si immagini un circuito avente forma di spira rettangolare, libero di ruotare attorno all'asse verticale Nr, immerso in un campo magnetico di induzione B diretto ortogonalmente rispetto l'asse Nr e formante l'angolo a rispetto all'asse Ns ortogonale alla superficie delimitata dai lati del circuito. Se il circuito è percorso da una corrente I si avrà che, a causa dell'interazione tra il campo e la corrente nei lati, si svilupperanno sui quattro lati della spira quattro forze elettromagnetiche.

Più precisamente sui due lati di lunghezza a si avranno le forze Fv = a·B·I·sin(90 - a) mentre sui due lati di lunghezza l si avranno le forze Fr = l·B·I .

Mentre le forze Fv sono opposte sulla stessa direzione e quindi danno risultante nulla, le forze Fr sono opposte su due direzioni parallele e distinte e, quindi, danno luogo ad una coppia di valore C = Fr·b = l·B·I·a·cos(90 - a) .

Si osserva che l·a rappresenta la superficie delimitata dalla spira e, quindi, Fmax = B·l·a rappresenta il massimo flusso attraverso la superficie stessa (che si ha quando a = 0 ). Inoltre cos(90 - a) = sin(a) e,quindi, C = Fmax·I·sin(a) .

Si può quindi dire che la coppia si annulla quando la spira assume la posizione per la quale è massimo il flusso concatenato. Questa osservazione fatta nel caso particolare di una spira è valevole in generale, ovvero un qualsiasi circuito elettrico percorso da corrente, libero di muoversi o di deformarsi ed immerso in un campo magnetico, assume sempre quella posizione o quella forma per la quale il valore del flusso concatenato diventa massimo.

Analogamente, in un sistema isolato, due spire percorse da corrente tendono, se libere di muoversi, a sovrapporsi affinché il flusso magnetico concatenato risulti massimo.

Campi e circuiti magnetici
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