Elettromagnetismo 2

Campo magnetico

I fenomeni magnetici sono trattati in modo analogo introducendo il campo magnetico descritto tramite il vettore B. Come per il campo elettrico l'interazione tra magneti avviene a distanza, cioè senza contatto, tramite l'esistenza in una zona spaziale di possibile scambio attraverso una retta magnetica che separa il polo nord dal polo sud.

Linea di forza del campo magnetico

La distribuzione spaziale del campo magnetico in una regione può essere rappresentata dalle linee di forza. Esse vanno tracciate in modo che la direzione di B sia tangente alla linea in ogni punto e che la distanza fra le linee indichi l'intensità del campo, ciò significa che l'intensità di B è rapportata al numero di linee di attraversamento per unità di area di una superficie perpendicolare alle linee stesse.

Un magnete crea nello spazio circostante un campo magnetico; esso ha un comportamento di tipo vettoriale dato che la forza che agisce sulle particelle di ferro non ha la stessa direzione in ogni punto.

Poiché non esiste un monopolo magnetico, bisognerà utilizzare un'altra definizione per definire il campo magnetico poiché una bussola introdotta in un campo magnetico punta sempre verso il polo sud, utilizzando questa come direzione del campo.

Campo magnetico

I fenomeni magnetici sono spesso trattati in modo analogo introducendo il campo magnetico descritto tramite il vettore B. Come per il campo elettrico l'interazione tra magneti avviene a distanza, cioè senza contatto. Tuttavia non esiste un monopolo magnetico; è possibile creare pressoché una barretta magnetica separando il polo nord dal polo sud.

Linee di forza del campo magnetico

La distribuzione spaziale del campo magnetico in una regione può essere rappresentata dalle linee di forza. Esse vanno tracciate in modo che la direzione di B sia tangente alla linea in ogni punto e la distanza fra le linee indichi l'intensità del campo, ciò significa che l'intensità di B è proporzionale al numero di linee che attraversano l'unità di area di una superficie perpendicolare alle linee stesse.

Un magnete crea nello spazio circostante un campo magnetico; esso ha un comportamento di tipo vettoriale dato che la forza che agisce sulla particella di prova ha la stessa direzione in ogni punto.

Poiché non esiste un monopolo magnetico, bisogna utilizzare un'altra definizione per definire il campo magnetico poiché una bussola introdotta in un campo magnetico punta sempre verso il polo nord, utilizzeremo questa come direzione del campo.

La direzione e il verso di B in un dato punto sono dunque determinati dalla direzione e dal verso dell'asse di una bussola posta in quel punto.

I limiti di B sono dei poli nord e sud, nel polo sud di un magnete il campo della linea di B non porta né finisce in alcun punto, cioè attraversa il magnete.

Il campo magnetico terrestre

La Terra si comporta come un magnete, dunque genera un campo magnetico terrestre simile a quello di una barretta magnetica collocata nel suo asse. I poli magnetici della Terra non coincidono con i poli geografici definiti come gli estremi dell'asse di rotazione della Terra. Nonostante il campo magnetico all'interno della Terra sia piuttosto complesso e vari in variazione della posizione, gli può essere associato un valore di circa 5·10⁻⁵ Tesla.

Gli esperimenti di Gilbert, Oersted e Ampere

Il primo osservò l'esistenza dei poli e l'impossibilità di separarli; la loro attrazione e repulsione; la magnetizzazione.

Oersted scoprì che un filo percorso da una corrente elettrica devia l'ago di una bussola. Ne riusciva a dare alcune spiegazioni facendo coincidere che l'ago non veniva attratto o respinto ma si disponeva ad angolo retto con il filo. Il terzo capì in aggiunta la dimensione dell'esperimento di Oersted e istituì che una corrente a forza doveva agire tra due poli percorsi da corrente, in che in esso magnetizzato potrà essere usato per misurare la corrente.

Forza e induzione magnetica

Poiché la corrente non è altro che un insieme di cariche in movimento, il campo magnetico viene generato da cariche in movimento. Consideriamo una particella di carica q dotata di una velocità V in un certo punto. Il campo vettoriale B in quel punto è definito come il campo che esercita sulle particelle cariche una forza F, chiamata forza di Lorentz, data da F = q V ^ B.

Infatti il campo magnetico esercita una forza sulle cariche in movimento.

Se è dotato solamente di q, la forza che la carica in movimento subisce è direttamente proporzionale alla carica e alla sua velocità. Inoltre si è notato che la forza è perpendi