La forza magnetica - Dipartimento di Fisica

ELETTRICITÀ
e
MAGNETISMO
La forza elettrica
Fenomeni conosciuti fino dai tempi
antichi:
 il fulmine
 l’elettrizzazione per strofinio di
alcuni materiali (ambra=ηλεκτρον)
In seguito si scoprì che:
 esistono due tipi diversi di elettricità
La forza elettrica
F k
Q1Q2
r2
(Legge di Coulomb, 1784)
Linee di forza del campo elettrico
Elettricità
Lo studio degli effetti della carica elettrica ferma su corpi
conduttori o isolanti si chiama elettrostatica.
Quando invece si ha a che fare con cariche elettriche in
movimento si deve introdurre il concetto di corrente.
Q
Corrente elettrica : i 
t
Legge di Ohm : V  R  i
Legge di Joule : P  V  i  R  i 2
La forza magnetica
Fino dall’antichità è noto che alcuni minerali (magnetite, Fe3O4)
hanno la proprietà che due pezzi dello stesso minerale si
attraggono o si respingono, a seconda di come sono orientati, e
attraggono anche pezzetti di ferro sulla loro superficie.
Anche la Terra è in grado di orientare verso il Nord un aghetto
magnetico posto in prossimità della sua superficie (bussola).
Le calamite, o magneti
Tutte le calamite hanno due poli, chiamati Sud e Nord: poli dello
stesso tipo si respingono, mentre poli di tipo diverso si attraggono.
Non esiste a tutt’oggi il monopolo magnetico!
Linee di campo magnetico
Forniscono la direzione lungo cui si allinea un aghetto magnetico
posto in una data posizione rispetto al magnete.
L’inglese Gilbert nel
trattato “De magnete”
(1600) propose per
primo l’idea che la
Terra fosse simile a
una gigantesca
calamita.
Le linee del campo magnetico terrestre schermano il pianeta da
particelle galattiche e solari (taglio geomagnetico).
La forza elettromagnetica
Nel corso dell’Ottocento si capì che elettricità e magnetismo non
sono due fenomeni completamente separati, ma fra calamite e
circuiti percorsi da corrente agiscono alcune forze. Deve essere
dunque possibile unificare queste due forze in un solo fenomeno
più generale (elettromagnetismo).
La forza elettromagnetica
n
B  0 I
L
… lontano dai bordi !
Applicazioni: alternatori e motori elettrici
Tubo a raggi catodici
a deflessione magnetica
La forza elettromagnetica
e
V (Volt )
 3.29 106 2
m
I ( Ampere2 )  r 2 (m 2 )
F  qv  B
Utilizzo di campi magnetici in Fisica
intensità: 10000 volte il campo terrestre
Magnete costruito a Firenze per
l’esperimento PAMELA su satellite:
serve per curvare le traiettorie dei raggi
cosmici e misurarne la velocità.
http://hep.fi.infn.it/PAMELA/
Utilizzo di campi magnetici in Fisica
intensità: 40000 volte il campo terrestre
Esperimento ATLAS al
CERN di Ginevra
http://www.cern.ch
Il campo magnetico curva le particelle in base
alla loro carica elettrica.