Concetti Chiave
- L'intensità del campo magnetico dipende dalla forza sul filo di prova, massima quando il filo è perpendicolare alle linee di campo.
- La Legge di Ampère stabilisce che la forza tra due fili dipende dalle correnti e dalla distanza tra di essi, influenzata dalla permeabilità magnetica.
- La Legge di Biot e Savart descrive il campo magnetico generato da un filo rettilineo, con linee di campo che formano circonferenze concentriche.
- Il campo magnetico di una spira circolare ha direzione perpendicolare al piano della spira, determinabile con la regola della mano destra.
- All'interno di un solenoide, il campo magnetico è uniforme e intenso, mentre all'esterno è nullo, evidenziando la differenza tra le due aree.
1. B = F/il
2. F = μ0/2π x i1i2/d x l
3. B = μ0/2π x i/d
4. B = μ0/2 x i/R
5. B = μ0 x Ni/l
1.
Intensità del campo magnetico
Intensità del campo magnetico. La prima formula definisce il modulo del campo magnetico. La grandezza B dipende solo dal campo magnetico presente e dal punto ove è posto il filo di prova. La forza sul filo di prova dipende dall’angolo che esso forma con le linee di campo magnetico e il modulo della forza è massimo quando il filo è perpendicolare alla direzione di B. B è il campo magnetico [N / (Am) o T], F è la forza magnetica (N), l la lunghezza del filo elettrico rettilineo considerato (m) e i l’intensità di corrente che lo attraversa (A).
2.
Qual è la Legge di Ampère?
La seconda formula rappresenta la Legge di Ampère, la quale dice che 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 d tra i fili. F è la forza (N), μ0 la permeabilità magnetica del vuoto (N / A²), i le due correnti (A), d la distanza (m), l la lunghezza (m).
3.
Legge di Biot e Savart
Valore del campo magnetico generato da un filo conduttore rettilineo (Legge di Biot e Savart). La formula esprime il valore del campo magnetico in un punto a distanza d da un filo rettilineo, molto lungo rispetto a d, in cui circola una corrente i. B è il campo magnetico (T), μ0 la permeabilità magnetica del vuoto (N / A²), 2π un numero, una costante adimensionale, i l’intensità di corrente (A), d la distanza (m). Le linee del campo magnetico generato da un filo sono circonferenze concentriche al filo e perpendicolari a esso.
4.
Campo magnetico di una spira
Il campo magnetico di una spira. In ogni punto dell’asse di una spira circolare (che è la retta perpendicolare al piano che contiene la spira e passante per il suo centro) il campo magnetico B ha direzione perpendicolare al piano che contiene la spira. Per conoscerne il verso si usa la regola della mano destra: se si dispongono le dita della mano destra nel senso in cui fluisce la corrente nella spira, il pollice indica il verso di B. R è il raggio della spira (m) e i l’intensità del campo al centro della spira (A).
5.
Campo magnetico di un solenoide
Il campo magnetico di un solenoide. Il solenoide è una bobina il cui filo è avvolto a elica. Il campo magnetico esterno a un solenoide infinito è nullo, mentre quello interno è uniforme e parallelo all’asse del solenoide. Il campo magnetico in un punto dell’asse si ottiene sommando i contributi di tutte le spire. Se il solenoide è infinitamente lungo, sia N che l tendono all’infinito, ma il rapporto N / l (il numero di spire per unità di lunghezza) ha un valore finito e, quindi, il modulo di B è determinato. La formula data descrive il campo magnetico all’interno del solenoide. l è la lunghezza del solenoide, formato da N spire e percorso da una corrente di intensità i.
Solenoide reale con una lunghezza molto maggiore del raggio delle spire: all’interno del solenoide il campo è particolarmente intenso (le linee di campo sono fitte); all’esterno il campo magnetico è debole (le linee sono rade); nella zona centrale del solenoide le linee sono parallele ed equidistanziate, per cui il campo magnetico è uniforme, parallelo all’asse del solenoide.
Comportamento dei materiali:
- Ferromagnetico
- Paramagnetico
- Diamagnetico
Il ferromagnetismo è la proprietà di alcuni materiali, detti materiali ferromagnetici, di magnetizzarsi molto intensamente sotto l'azione di un campo magnetico esterno e di restare a lungo magnetizzati quando il campo si annulla, diventando così magneti. Il comportamento ferromagnetico è la capacità di orientare i propri momenti rotatori, ma di avere anche una sovrapposizione degli effetti.
Il paramagnetismo è una forma di magnetismo che alcuni materiali mostrano solo in presenza di campi magnetici, e si manifesta con una magnetizzazione avente stessa direzione e verso di quella associata al campo esterno applicato al materiale paramagnetico stesso.
Il diamagnetismo è una forma di magnetismo che alcuni materiali mostrano solo in presenza di campi magnetici, e si manifesta con una magnetizzazione avente stessa direzione ma verso opposto a quella associata al campo esterno applicato al materiale diamagnetico stesso.
Domande da interrogazione
- Qual è la relazione tra il campo magnetico e la corrente elettrica in un filo?
- Come si calcola la forza tra due fili conduttori secondo la Legge di Ampère?
- Qual è la caratteristica principale del campo magnetico generato da un filo rettilineo?
- Come si determina la direzione del campo magnetico in una spira circolare?
- Qual è la differenza tra il campo magnetico all'interno e all'esterno di un solenoide?
L'intensità del campo magnetico B dipende dalla corrente i che attraversa il filo e dalla lunghezza l del filo stesso, come indicato dalla formula B = F/il, dove F è la forza magnetica (N).
La forza F che agisce su un tratto di filo è direttamente proporzionale alle correnti i1 e i2 e inversamente proporzionale alla distanza d tra i fili, come descritto dalla formula F = μ0/2π x i1i2/d x l.
Secondo la Legge di Biot e Savart, il campo magnetico B generato da un filo rettilineo è circolare e perpendicolare al filo, con un'intensità che diminuisce con l'aumentare della distanza d dal filo.
La direzione del campo magnetico B in una spira circolare può essere determinata usando la regola della mano destra, dove il pollice indica il verso di B seguendo il flusso della corrente nella spira.
All'interno di un solenoide, il campo magnetico è uniforme e parallelo all'asse del solenoide, mentre all'esterno è nullo, come descritto nel testo riguardante il comportamento del campo magnetico in un solenoide.
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