Fisica Materie V Anno

Campo Magnetico

Fenomeni magnetici sono ben noti fin dall’antichità. Al nome magnetismo si attribuisce un significato misterioso, anche se le sue leggi non offrono nessun problema concettuale nelle conoscenze scientifiche attuali. L’osservazione di alcuni fenomeni naturali dovuti a delle rocce ad alto contenuto di ferro, è all’origine di tale nome. Infatti dal punto di vista etimologico il nome magnetismo deriva dalla magnetite, un ossido di Ferro, che prende nome da una città greca dell’Asia Minore: Magnesia.

Gilbert nel 1600, scrisse un ponderoso trattato, De magnete, che rappresenta una fedele descrizione dei fenomeni dei magneti naturali e del magnetismo terrestre. Egli si rese conto pure che il ferromagnetismo sparisse al di sopra di una certa temperatura.

Successivamente Coulomb, nel 1785, usando una bilancia di torsione, stabilì la legge della forza che viene esercitata tra cariche elettriche e poli magnetici; tale forza va con il quadrato della distanza ed inoltre poli eguali si respingono e poli opposti si attraggono.

Il 1820 è un anno particolarmente felice per le scoperte sul magnetismo. H. C. Ørsted nel luglio di quell’anno scoprì che si esercitavano forze tra magneti permanenti e fili percorsi da corrente. In realtà la stessa scoperta era stata fatta nel 1802 da Gian Domenico Romagnosi, ma fu ignorata. Poche settimane dopo A. M. Ampère scopre che una spira percorsa da corrente si comporta in maniera analoga ad un magnete permanente.

Il campo Magnetico per definizione è una Alterazione dello spazio circostante e si indica con B.

La direzione del campo magnetico è la retta che congiunge i due poli.

Il verso va dal polo sud al polo nord.

L’unità di misura del campo magnetico e il Tesla


Linee di Campo

Come nel campo elettrico abbiamo le linee di campo, anche per immaginare il campo magnetico usiamo tali linee.

Le linee di di campo seguono 3 convenzioni:

-le linee devono essere tangenti al campo magnetico.

-uscenti dal polo su, entranti nel polo nord.

-le linee sono maggiori dove il campo è più intenso.


OESTED, FARADAY E AMPERE

Il fisico danese Hans Christian Ørsted stava preparando un esperimento di elettrodinamica per i suoi studenti, nel lontano 1820, costruendo un circuito elettrico sul suo tavolo da laboratorio; inavvertitamente, accanto ad una sezione del circuito, era presente un

ago magnetico. Alla chiusura del circuito, Ørsted notò uno strano fenomeno: l’ago magnetico, da parallelo che era al tratto di circuito, deviò in direzione ortogonale.

Lo scienziato ne dedusse quindi che un tratto di circuito percorso da corrente elettrica genera un campo magnetico, ed iniziò ad indagarne a natura proprio mediante degli aghi magnetici.

L’esperimento di Faraday fu eseguito per la prima volta nel 1821 dal fisico e chimico britannico Michael Faraday. Un anno dopo l’esperimento di Oersted Faraday stabilì con un semplice esperimento che un campo magnetico genera una forza anche nei confronti di

conduttori attraversati da corrente elettrica. L’esperimento consiste nel porre un filo conduttore tra i due poli di un magnete. Questo filo è sorretto da un’intelaiatura che gli permettesse di muoversi solo in verticale. Quando si collega questo filo ad una batteria, la corrente

attraversa il filo e si nota che esso si muove verso il basso. Con questo esperimento Faraday comprese che un campo magnetico non genera solo una forza nei confronti dei magneti, ma anche nei confronti dei conduttori attraversati da corrente elettrica. Una variante dell’esperimento permette anche di misurare lo spostamento a cui è soggetto il filo conduttore. Per far ciò basta porre dei pesi dal lato opposto del telaio rispetto al filo e vedere con quale carico si raggiunge l’equilibrio.

Con il suo famoso esperimento, Oersted ha mostrato come una corrente elettrica che scorre in un filo conduttore modifica il campo magnetico nello spazio intorno al filo stesso. Esiste però un altro legame tra queste due entità: così come il campo magnetico è influenzato dalla presenza di correnti elettriche, anche le correnti elettriche “avvertono” la presenza di un campo magnetico.

Ad accorgersene per primo fu André-Marie Ampère (1775 – 1836), il fisico francese che è stato tra i padri dell’elettromagnetismo e in memoria del quale è intitolata l’unità di misura della corrente elettrica, appunto l’ampere A.

Ampère notò infatti che quando due fili paralleli sono attraversati da una corrente elettrica, tra di essi si sviluppa una forza. In particolare quando le correnti scorrono nello stesso verso la forza è attrattiva, mentre quando le correnti si muovono in versi opposti la forza è repulsiva. Il fatto è che ciascuno dei fili produce un campo magnetico in tutto lo spazio circostante: ogni filo quindi è immerso nel campo generato dall’altro e la forza che subisce è l’effetto sulla sua corrente di tale campo magnetico.

Ampère ne formulo successivamente una vera e propria legge, La Legge di Ampère

dove µè la costante di permeabilità magnetica nel vuoto e vale:


Forza Magnetica esercitata su un filo conduttore

Immaginiamo di avere un filo conduttore percorso da corrente, e mi leggiamo in un campo magnetico. Misurando la forza con un dinamometro Verificheremo che il filo quando è perpendicolare Al campo magnetico allora la forza magnetica sarà maggiore.Il film

 

 

 

 

 

 


Legge di BIOT–SAVANT

La legge Suddetta ci permette di determinare l’intensità del campo magnetico in un punto B distanza di un filo elettricamente carico.

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