Concetti Chiave
- Oersted scoprì nel 1820 che un filo percorso da corrente genera un campo magnetico, evidenziato dalla rotazione di un ago magnetico.
- La forma delle linee del campo magnetico attorno a un filo è costituita da circonferenze concentriche, orientate perpendicolarmente al filo stesso.
- Faraday evidenziò che un filo in un campo magnetico subisce una forza, diretta perpendicolarmente sia al filo che alle linee del campo.
- Ampere dimostrò che due fili paralleli si attraggono se percorsi dalla stessa corrente e si respingono se le correnti sono opposte.
- La legge di Ampere stabilisce che la forza tra due fili è proporzionale alle correnti e inversamente proporzionale alla distanza tra di essi, espressa come F = km i1 i2 / d.
Scoperta di Oersted
Nel 1820 il fisico Oersted scoprì un legame inaspettato tra fenomeni elettrici e fenomeni magnetici. Egli dispose un filo elettrico, collegato ad una batteria, nella direzione nord-sud, sopra un ago magnetico.
Quando faceva passare la corrente nel filo, notava che l'ago ruotava e tendeva a disporsi perpendicolarmente al filo.
L'esperienza di Oersted, mette in luce che:
- un filo percorso da corrente genera un campo magnetico.
Spargendo della limatura di ferro su un cartoncino, otteniamo la forma delle linee del campo magnetico prodotto da un filo rettilineo.
Le linee del campo magnetico sono circonferenze concentriche al filo, disegnate in un piano perpendicolare al filo stesso. Per trovare il verso delle linee di campo, si punta il pollice della mano destra nel senso della corrente. Le altre dita si chiudono nel verso del campo.
Esperimenti di Faraday
Nel 1821 il fisico Faraday scoprì che un filo percorso da corrente, in un campo magnetico, subisce una forza.
Mettiamo un filo metallico in un campo magnetico, in direzione perpendicolare alle linee di campo. Se diamo corrente al filo, su di esso agisce una forza perpendicolare sia al filo stesso, sia alle linee del campo magnetico.
Il verso della forza magnetica che si esercita su un filo rettilineo percorso da corrente è dato dalla regola della mano destra.
- Il pollice della mano destra nel senso della corrente.
- Le altre dita nel senso delle linee del campo magnetico.
- Il verso della forza è quello che esce dal palmo della mano.
Le esperienze di Oersted e Faraday mostrano che esiste una relazione tra corrente elettrica e campo magnetico.
Legge di Ampere
Ci si può aspettare allora che esista una forza magnetica tra due fili percorsi da corrente. La verifica di questo fenomeno fu fatta dal fisico Ampere.
Egli verificò che due fili rettilinei e paralleli si attraggono se sono percorsi da correnti che hanno lo stesso verso. Invece due fili rettilinei paralleli, che sono percorsi da correnti di verso opposto, si respingono.
Eseguendo esperimenti con due fili molto più lunghi della distanza che li separa, si ottiene la seguente legge di Ampere:
Il valore della forza che agisce su un tratto, lungo l, di uno dei fili, è direttamente proporzionale alle due correnti che circolano; inoltre è inversamente proporzionale alla distanza tra i fili.
F = km i1 i2 / d
F è la forza di Ampere (N)
km è la costante di proporzionalità
i1 è la prima corrente
i2 è la seconda corrente
d è la distanza.
Nel vuoto la costante di proporzionalità vale:
km = 2 x 10^-7 N / A^2
Domande da interrogazione
- Qual è la scoperta principale di Oersted riguardo ai fenomeni elettrici e magnetici?
- Come si possono visualizzare le linee del campo magnetico generate da un filo elettrico?
- Qual è la relazione tra corrente elettrica e campo magnetico secondo Faraday?
- Qual è la legge di Ampere riguardo all'interazione tra due fili percorsi da corrente?
Oersted scoprì che un filo percorso da corrente genera un campo magnetico, come dimostrato dall'ago magnetico che ruota quando la corrente passa nel filo (testo).
Spargendo limatura di ferro su un cartoncino, si ottiene la forma delle linee del campo magnetico, che sono circonferenze concentriche al filo (testo).
Faraday scoprì che un filo percorso da corrente, in un campo magnetico, subisce una forza perpendicolare sia al filo che alle linee del campo magnetico (testo).
La legge di Ampere stabilisce che due fili paralleli si attraggono se le correnti hanno lo stesso verso e si respingono se le correnti sono di verso opposto, con la forza che dipende dalle correnti e dalla distanza tra i fili (testo).
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