Campo magnetico - Esempi ed Applicazioni

Fisica

Campo magnetico

Una regione dello spazio è sede di un campo magnetico se in essa risultano soggetti a forze sia dipoli magnetici che cariche elettriche in movimento.

Linee di campo

⎯F

+q

N S

⎯B

⎯v

Se in un punto P dello spazio compreso fra due poli magneti mettiamo una carica +q ferma su di essa non agisce nessuna forza; se invece la carica +q passa per P con velocità su di essa agisce una forza perpendicolare a allora la traiettoria

⎯v ⎯F ⎯v,

della carica subisce una deflessione (si incurva).

La forza è massima se la carica si muove perpendicolarmente al campo, nulla se la carica si muove nella stessa direzione del campo.

⎯F

La forza è proporzionale all’intensità della carica q e al modulo della velocità ⎯v

⎯F

tramite la costante di proporzionalità B che è il modulo del vettore campo magnetico ⎯B.

F B q v o meglio vettorialmente F q v B

= · · = · ∧

Se la carica in moto è positiva il verso della forza

⎯B si determina con la regola della mano sinistra:

si dispongono il pollice, l’indice e il medio della mano sinistra perpendicolari fra loro, l’indice nella direzione e verso di il medio nella direzione e

⎯B,

⎯v

⎯F verso di il pollice indica la direzione e il verso

⎯v,

di ⎯F.

Se la carica è negativa il verso della forza è opposto al precedente.

Se anziché una singola carica consideriamo un conduttore di lunghezza l percorso da una intensità di corrente i tenendo presente che:

q l

i e v

= =

t t q l

da cui si ottiene t e t

= =

i v

q l

quindi il qv

= ⇒ =

i v

F ilB

= 1

Fisica

Questa relazione fornisce l’intensità della forza agente su un filo rettilineo di lunghezza l percorso da una corrente di intensità i posto in un campo magnetico uniforme di intensità in direzione perpendicolare alle linee di forza del campo.

⎯B,

Da questa relazione inoltre si ricava l’unità di misura del campo magnetico che nel S.I. è il tesla (T).

Se F=1 newton i=1 ampère l=1 metro B=1 tesla

⇒

F i newton 1N

·

B tesla 1T

= = =

l ampère metro 1A 1m

× ×

siccome il tesla è un’unità molto grande si usa spesso un suo sottomultiplo: il gauss:

1 gauss=10^-4 T

Campo di una corrente rettilinea

Vale la legge di Biot e Savart:

l’intensità del campo magnetico generato in un punto da una corrente rettilinea è direttamente proporzionale all’intensità della corrente e inversamente proporzionale alla distanza del punto dal filo conduttore.

i (1)

B k

= d i

μ

se si pone K = 0

π

2 O

d