Campo magnetico
Calamite e fenomeni magnetici
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Magnetite: scoperta dai Greci (ossido di ferro
capace di attirare piccoli pezzettini di ferro)
Materiali ferromagnetici: ferro, cobalto, nichel...
se posti a contatto con la magnetite si
magnetizzano (cioè ne acquistano le proprietà)
Calamite e fenomeni magnetici
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Un ago magnetico tende ad allinearsi in
direzione nord-sud: la punta verso nord è detta
polo nord, la punta verso sud polo sud
Poli omologhi si respingono mentre poli diversi
si attraggono
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La forza decresce con la distanza
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Due poli non si possono separare.
Campo magnetico
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Ogni magnete crea un campo magnetico B
nello spazio circostante (in modo analogo al
campo elettrico...)
Un magnete interagisce col campo magnetico
generato da un altro magnete e risente di una
interazione magnetica.
Per determinare la direzione e verso di un
campo magnetico utilizziamo un piccolo ago (il
cui campo che non turbi B). La direzione è la
retta lungo cui si dispone l'ago, il verso è
indicato dal polo nord dell'ago.
Campo magnetico
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L'andamento del campo magnetico viene
indicato mediante le linee di forza:
–
–
–
–
La tangente alla linea di forza in ogni suo punto P ha la
direzione del campo magnetico in P
Per ogni punto passa una sola linea di forza, che è
orientata come il campo in quel punto
Non hanno nè inizio nè fine. Entrano dal polo sud e
escono dal polo nord
Sono più dense dove il campo è più intenso
Campo magnetico
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Se le linee di forza sono perpendicolari al piano
Campo magnetico terrestre
Intensità campo magnetico
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Una carica elettrica in quiete non subisce
nessuna forza se viene immersa in un campo
magnetico. Al contrario se immergiamo in un
campo magnetico delle cariche in movimento,
queste subiranno una forza. La forza è 0 se la
corrente si muove nel verso del campo, mentre
sarà massima se la corrente è perpendicolare.
Intensità campo magnetico
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Quindi possiamo dimostrare che se il filo è
perpendicolare al campo:
B=
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F
iL
Che ci fornisce la definizione di intensità di campo
magnetico, la sua unità di misura è il tesla (T).
In generale si dirà che la forza avrà intensità:
F =i L B ⊥
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Direzione e verso che seguono la regola della
mano destra:
–
Cioè la forza è perpendicolare
al piano formato dal campo e dalla
corrente
La forza di Lorentz
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Una particella con carica elettrica Q in moto in
un campo magnetico B risente di una forza
detta Forza di Lorentz avente:
–
–
–
Modulo
F =Q v B ⊥
Direzione perpendicolare al piano su cui giacciono B e v
Verso dato dalla regola della mono destra.
Campi magnetici generati da
correnti elettriche
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Il fisico danese Hans Christian Oersted osservò
per primo che un filo percorso da corrente
produce un campo magnetico.
Campi magnetici generati da
correnti elettriche
Legge di Biot-Savart
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Questo campo magnetico avrà intensità pari a:
μ0 i
B=
2π r
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Con quest'ultimà costante definita permeabilità
magnetica del vuoto
μ 0=4 π⋅10−7 T⋅m/ A
Forze magnetiche tra fili percorsi da
correnti
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Il modulo della forza è:
μ0 i1 i 2
F=
L
2π d
Direzione parallela al piano e verso attrattivo se
le correnti hanno lo stesso verso e repulsivo se
hanno verso opposto
Campo mangetico generato da un
solenoide percorso da corrente
B=μ0 n i
Dove n è il numero di spire
