Scopo dell’esperienza: Dimostrazione della legge della Forza magnetica Strumenti Magnete a forma di U con polarità indicate in colori bianco/rosso; generatore di corrente continua; filo conduttore e sbarretta metallica; asta; cavetti Teoria Su un filo conduttore rettilineo, percorso da una corrente continua di intensità i e immerso per un tratto l in un campo di induzione magnetica B, agisce una forza data da r ur r F = il ∧ B dove il simbolo ^ indica il prodotto vettoriale, per cui la forza è perpendicolare sia alla direzione della corrente sia a quella del campo, e il modulo della forza è ur r F = ilB sin α , dove α è l'angolo fra il e B. La forza è massima se il campo è perpendicolare al filo, mentre è nulla se il campo è parallelo al filo. La dimostrazione Ad un’asta orizzontale viene collegato un filo conduttore che parte e arriva alle boccole presenti sull’asta stessa; il circuito elettrico è chiuso da una sbarretta metallica orizzontale, per cui si forma una spira rettangolare piana verticale chiusa in basso dalla sbarretta metallica, quest’ultima della lunghezza di alcuni cm. Alle boccole sono collegati due cavetti che terminano poi alle polarità di un generatore di corrente, che può essere quello del bancone da laboratorio. La sbarretta metallica viene fatta pendere in modo da passare attraverso le polarità di un grosso magnete, che danno un campo molto approsssimativamente uniforme al loro interno. Il campo di induzione magnetica presente fra le polarità deve essere verticale, per cui una polarità del magnete giace sul bancone, l’altra le è parallela e sovrastante. La sbarretta è a sua volta parallela alle espansioni polari del magnete. Nella figura a fianco le polarità magnetiche sono rappresentate frontalmente. E’ indicato anche il verso di percorrenza della corrente elettrica. Il campo magnetico è verticale, e attraversa la sbarretta dall’alto al basso. In queste condizioni, sulla sbarretta si esercita una forza magnetica perpendicolare al foglio, ed entrante in esso. La forza è sufficiente per muovere visibilmente la sbarretta la quale, vincolata dai fili a cui è appesa, compie un arco di circonferenza piuttosto ampio con correnti dell’intensità di qualche ampére. Invertendo il senso della corrente, la forza diventa uscente e la sbarretta si muove in senso opposto. Invertendo sia il senso della corrente, che le polarità magnetiche, il moto torna ad essere quello del primo caso. Data la geometria delle espansioni polari non c’è lo spazio sufficiente per cambiare sensibilmente l’angolo fra corrente e campo, perché la sbarretta urterebbe contro il magnete, per cui l’esperienza si limita a quanto detto, e rimane comunque dimostrativa. La forza sviluppata è troppo piccola, ad esempio, per essere misurata con un dinamometro della portata minima di 0,05 N.