Concetti Chiave
- Oersted discovered in 1820 that an electric current generates a magnetic field, causing a magnetic needle to rotate and align perpendicularly.
- Magnetic field lines around a current-carrying wire form concentric circles in a plane perpendicular to the wire, following the right-hand rule.
- Faraday found in 1821 that a current-carrying wire in a magnetic field experiences a force perpendicular to both the wire and the field lines.
- Ampere demonstrated that parallel wires with currents in the same direction attract each other, while opposite currents cause repulsion.
- Ampere's law states the force between two current-carrying wires is proportional to the product of the currents and inversely proportional to the distance between them.
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.
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.
Ampere
Le esperienze di Oersted e Faraday mostrano che esiste una relazione tra corrente elettrica e campo magnetico.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 stata la scoperta principale di Oersted nel 1820?
- Come si determina il verso della forza magnetica secondo Faraday?
- Cosa ha verificato Ampere riguardo alla forza magnetica tra due fili?
- Qual è la legge di Ampere per calcolare la forza tra due fili?
Oersted ha scoperto che un filo percorso da corrente genera un campo magnetico, evidenziato dall'ago magnetico che ruota perpendicolarmente al filo.
Il verso della forza magnetica su un filo percorso da corrente in un campo magnetico si determina con la regola della mano destra: il pollice indica la corrente, le altre dita le linee del campo, e la forza esce dal palmo.
Ampere ha verificato che due fili paralleli si attraggono se percorsi da correnti nello stesso verso e si respingono se le correnti sono in verso opposto.
La legge di Ampere afferma che la forza è direttamente proporzionale alle correnti nei fili e inversamente proporzionale alla distanza tra essi, espressa come F = km i1 i2 / d.
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