L’accoppiamento induttivo si riferisce al fenomeno che esiste quando un campo magnetico creato da una corrente elettrica induce un effetto su qualcos’altro. Quando ciò accade, i due diventano quindi reciprocamente reattivi, o accoppiati, per gli effetti induttivi del campo magnetico. Ad esempio, quando una corrente elettrica passa attraverso un filo, il campo elettromagnetico creato può indurre una corrente elettrica in un altro filo, causando l’accoppiamento induttivo dei due. I principi e gli effetti dell’accoppiamento induttivo trovano impiego in dispositivi come trasformatori e motori elettrici.
Gli effetti dell’accoppiamento induttivo possono essere utilizzati in uno dei tre modi principali. Innanzitutto, il campo induttore può creare una corrente elettrica specificatamente desiderata, come nei trasformatori. In secondo luogo, il campo inducente può creare un effetto meccanico specificamente desiderato, come nei motori elettrici. Infine, il campo induttore può creare una risonanza, che a sua volta può creare correnti elettriche specificamente desiderate, come nei dispositivi di trasmissione e ricezione radio e di ricarica senza contatto.
Nei trasformatori, una corrente elettrica conduce attraverso un filo avvolto attorno a un nucleo di qualche tipo, chiamato avvolgimento primario. Questo filo è posizionato intenzionalmente vicino a un altro filo avvolto attorno allo stesso nucleo, chiamato avvolgimento secondario. Il campo elettromagnetico, creato facendo passare corrente attraverso l’avvolgimento primario, induce poi una corrente elettrica nell’avvolgimento secondario.
Se i due avvolgimenti hanno lo stesso numero di spire attorno al nucleo, consente all’avvolgimento primario di passare una replica esatta della sua corrente elettrica all’avvolgimento secondario. Questi tipi di trasformatori sono generalmente chiamati trasformatori di isolamento. Attraverso l’induzione, consentono di collegare o accoppiare elettricamente due circuiti, senza entrare effettivamente in contatto fisico diretto, cosa che isola fisicamente i due circuiti l’uno dall’altro.
Quando gli avvolgimenti primario e secondario non hanno lo stesso numero di spire attorno al nucleo, l’accoppiamento induttivo provoca un effetto diverso. Il campo elettromagnetico creato dall’avvolgimento primario indurrà una corrente di valore proporzionale alla differenza tra i due avvolgimenti. Ad esempio, se l’avvolgimento primario è di 10 spire attorno al nucleo e l’avvolgimento secondario è di 20 spire attorno al nucleo, la corrente indotta nell’avvolgimento secondario sarà il doppio della tensione della corrente che passa attraverso l’avvolgimento primario.
Un motore elettrico utilizza un aspetto diverso del campo elettromagnetico. In un motore semplice, un filo è avvolto attorno a un rotore che forma l’albero rotante del motore. Quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso il filo, crea un campo elettromagnetico. Questo campo induce quindi una forza meccanica allontanandosi e tirando verso i magneti montati attorno al rotore, a seconda della polarità dei campi magnetici.
I dispositivi risonanti funzionano in modo simile ai trasformatori, tuttavia, senza gli avvolgimenti accoppiati. In questi dispositivi viene creato un campo elettromagnetico permanente. Quando questo campo incontra un’antenna, l’effetto dell’accoppiamento induttivo fa risuonare l’antenna, che a sua volta induce una corrente elettrica nel suo punto di alimentazione. Nel caso di una radio, la corrente indotta viene amplificata e ascoltata tramite la radio. In un dispositivo di ricarica, la corrente indotta viene applicata direttamente ai terminali di una batteria per ricaricarla.