Il flusso del campo magnetico
Il flusso del campo magnetico attraverso una superficie
si definisce in modo analogo al flusso del campo
elettrico.
( B) BS cos
Con α angolo compreso tra B e S.
L’unità di misura è il weber (Wb)
Il flusso del campo magnetico
Ricordiamo il flusso del campo elettrico:
( E ) ES
L’ unità di misura era N m2 /C.
Per il teorema di Gauss si otteneva:
( E )
Q
Teorema di Gauss per il
magnetismo
Si dimostra che il flusso del campo magnetico attraverso
una qualunque superficie chiusa è uguale a zero.
Per il campo elettrico il flusso era direttamente
proporzionale alla carica contenuta nella superficie,
ma mentre esistono cariche magnetiche isolate, non
esistono monopoli magnetici, per questo motivo il
flusso è nullo, perché si ha sempre un ugual quantità
di poli nord e sud.
dimostrazione
Caso semplice di un filo rettilineo: il campo magnetico è
è sempre perpendicolare alla superficie, quindi per la
formula
( B) BS cos 0
Essendo il cos90°=0
Le proprietà magnetiche dei
materiali
Esistono materiali come il ferro e il nichel che sono
attratti in maniera intensa da un magnete. Le sostanze
che si comportano in questo modo sono dette
ferromagnetiche.
Se utilizziamo magneti ordinari si ha l’impressione che
le sostanze non ferromagnetiche non risentano della
presenza di un campo magnetico.
Le proprietà magnetiche dei
materiali
In realtà in laboratorio dove si ottengono campi
magnetici molto intensi, si possono osservare
comportamenti diversi per acqua, argento e rame che
vengono respinti oppure aria e alluminio che vengono
attratti.
Le sostanze che vengono respinte sono dette
diamagnetiche
Le sostanze che vengono attratte sono chiamate
paramagnetiche
Le proprietà magnetiche dei
materiali
Già Ampere aveva ipotizzato che il comportamento dei
magneti fosse dovuto all’effetto di microcorrenti
elettriche che fluiscono all’interno, ma non aveva idea
di come fossero generate.
Oggi sappiamo che all’interno degli atomi ci sono delle
correnti elementari dovute al movimento degli
elettroni attorno al nucleo.
Le proprietà magnetiche dei
materiali
Consideriamo un cilindro di ferro
1. In condizioni normali i singoli atomi sono orientati a
caso, quindi B è nullo
2. In presenza di un campo magnetico esterno gli
atomi, percorsi da corrente si orientano e generano
un campo diverso da zero. Si sovrappongono così le
microcorrenti di tutti gli atomi che diventa un’unica
corrente che circola nel cilindro.
Le proprietà magnetiche dei
materiali
In questo modo il campo magnetico si misura come
somma del campo magnetico esterno e del campo
magnetico dovuto alla presenza della materia ( nel
nostro caso ferro)
B= Besterno +B materia
Ferro- para- dia- magnetiche
Ferromagnetiche: Possono avere il campo magnetico
dovuto alla materia più intenso di quello esterno, per
questo la somma è molto “ potente”
Paramagnetiche: hanno un campo magnetico debole,
quindi il campo magnetico totale è poco maggiore di quello
esterno
Diamagnetiche: hanno un campo magnetico quasi nullo,
perché al loro interno gli effetti dovuti ai singoli elettroni si
annullano. Un campo magnetico esterno disturba questo
equilibrio e genera un campo magnetico debole e di verso
opposto. Quindi il B totale è inferiore al B esterno.
La magnetizzazione permanente
Avviene per i materiali ferromagnetici. Essi sottoposti
per molto tempo ad un campo magnetico esterno
mantengono la magnetizzazione e danno origine ad
una calamita artificiale.
Per gli altri materiali ciò non accade perché momenti
magnetici interni sono poco intensi e una volta
rimosso il campo magnetico esterno si ritorna alla
condizione di partenza.
Temperatura di Curie
Per smagnetizzare un materiale ferromagnetico basta
riscaldarlo sopra una certa temperatura caratteristica
di ogni sostanza.
Al di sopra della temperatura di Curie ogni materiale
ferromagnetico diviene paramagnetico e perde la
propria magnetizzazione.
problema
Un circuito con la superficie di 4 cm2 è immerso in
campo magnetico di 0,002 T. calcola il flusso di B nel
caso in cui il campo sia perpendicolare al circuito e nel
caso in cui formi con esso un angolo di 45°.
( B ) BS cos
4
4 10 0,002 cos90 0Wb
( B ) BS cos
4 10
4
7
0,002 cos 45 6 10 Wb
problema
Una lamina rettangolare i cui lati misurano 6,5 cm e
8,4cm è immersa in un campo magnetico, il cui flusso
vale 6,2 10-5 Wb, l’angolo formato è 42°. Calcola B.
5
( B)
6,2 10
B
2
2
S cos 6,5 10 8,4 10 0,74
2
1,5 10 T
