Solenoide

MISURA DEL CAMPO MAGNETICO ALL’
INTERNO DI UN SOLENOIDE
Mediante un galvanometro balistico è possibile eseguire la
misura del modulo del campo magnetico B all’ interno di un
solenoide S. Il circuito adoperato è mostrato in figura:
S
R
T
A
E
G
Rv
Una batteria o alimentatore stabilizzato E permette di fare
circolare nel solenoide una corrente Is, la cui intensità può
essere variata tramite la resistenza variabile Rv e misurata dall’
amperometro A. Variando Is si possono fare assumere valori
diversi valori al campo magnetico B, dato che, detto Ns il
numero di spire per unità di lunghezza del solenoide, il modulo
del campo magnetico B è dato da:
B  0IS NS
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La bobina esploratrice, costituita da n spire di superficie A e
resistenza r, è connessa al galvanometro balistico tramite la
cassetta di resistenze note R il cui valore può essere scelto,
per esempio, in modo da realizzare la condizione di
smorzamento critico R+rg+r=Rc, essendo Rc la resistenza
critica del galvanometro e rg la sua resistenza interna.
Chiudendo o aprendo l’ interruttore T varia il flusso di B
concatenato con la bobina esploratrice. Questo flusso passa da
zero a un certo valore (B) quando si chiude T o, al contrario,
da tale valore a zero quando si apre T. La bobina esploratrice e,
conseguentemente, anche il circuito che comprende il
galvanometro vengono quindi attraversati da una corrente
indotta i(t) il cui modulo è espresso da:
i(t) 
1 d(B)
Rc dt
che può essere scritta come:
i(t)dt 
1
d(B)
Rc
la quale, integrata al primo membro nell’ intervallo di tempo in
cui avviene la variazione di flusso e al secondo membro tra i
corrispondenti valori assunti dal flusso agli estremi di tale
intervallo di tempo, può essere scritta:
1
0 i(t)dt  R
c
t

(B )
0
d(B)
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Il primo integrale fornisce la carica che ha attraversato il
galvanometro mentre il secondo è pari a |(B)|/Rc; e poichè
|(B)|=nAB, si ha:
q
nAB
Rc
Dalla misura della carica [rilevando la deviazione d sulla scala
del galvanometro e nota o misurata la costante balistica critica
KBc (o la costante balistica corrispondente al valore scelto di
R)], si può determinare il valore di B, dato da:
K Bc dRc
B
nA
(2)
Modo di operare
1. Realizzare il circuito di figura.
2. Chiudere l’ interruttore T, annotare la deviazione d subita
dall’ indice luminoso del galvanometro e la corrente Is
misurata dall’ amperometro A.
3. Ripetere più volte la misura di d per lo stesso valore di Is.
4. Se si vuole, si possono ripetere le operazioni 2. e 3. all’ atto
dell’ apertura di T (l’ indice luminoso si sposterà dalla parte
opposta della scala del galvanometro).
5. Tramite Rv, variare la corrente Is e ripetere le operazioni 2.4. per ogni valore di Is scelto.
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6. Mediante la (2) determinare il valore di B per ogni valore di
Is scelto.
7. Verificare la proporzionalità tra B e Is espressa dalla (1).
8. Ricavare il numero di spire per unità di lunghezza del
solenoide, Ns, da un best-fit della relazione lineare (1) e
confrontarlo con il valore dato.
Nota: caratteristiche degli apparecchi
1. Valori tipici di alcune grandezze caratteristiche del
galvanometro sono riportati di seguito. Controllate nella
targhetta posta sul retro i valori di Rc, rg e σq specifici dell’
apparecchio utilizzato. Notate anche che l’ inverso di σq è
pari a KBmentre a voi serve KBc. Questa e’ pari a KB∙e. Se
siete sicuri che il galvanometro utilizzato è proprio lo stesso
che usaste nell’ esperienza “DETERMINAZIONE DELLA COSTANTE
BALISTICA DI UN GALVANOMETRO E MISURA DI CAPACITA’ INCOGNITE ”
allora potete usare direttamente il valore di KBc determinato
in quell’ esperienza
 Sensibilità amperometrica σg = 23.0 mm/A
 Sensibilità di carica σq = 1/ KB = 70.0 mm/C
 Rc = 110.0 
 rg = 14 
 Per misure di carica, la manopola selettrice della
sensibilità del galvanometro deve essere posta nella
posizione “DIRECT”.
1. Numero si spire per unità di lunghezza del solenoide: Ns =
104 spire/m.
2. Numero totale di spire della bobina esploratrice: n = 700
3. Resistenza della bobina: 4 
4. Raggio della bobina: 1.25 cm
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