Osservazioni sperimentali. All'interno di un solenoide percorso da corrente si crea un campo magnetico abbastanza uniforme. Se all’interno del solenoide percorso da corrente si inseriscono materiali diversi: Si osserva che: 1. se nella bobina viene inserito un nucleo di ferro, il campo magnetico si rafforza notevolmente. 2. Se nella bobina viene inserito un nucleo di alluminio, il campo magnetico rimane quasi invariato. 3. Se nel solenoide viene inserito un nucleo di grafite, il campo magnetico risulta indebolito. Si possono individuare 3 famiglie di sostanze: Sostanze ferromagnetiche Sostanze paramagnetiche Sostanze diamagnetiche Le formule viste fino ad ora valgono nel vuoto, ma possiamo a continuare ad utilizzarle anche in presenza di un mezzo materiale, a patto che si sostituisca la permeabilità magnetica nel vuoto ๐0 con la permeabilità assoluta ๐ definita dalla seguente formula ๐ = ๐0 ∗ ๐๐ Laddove ๐๐ = ๐ต ๐ต0 . In particolare i materiali possono essere classificati in base alla loro permeabilità relativa in: diamagnetici: permeabilità magnetica minore di 1 (cioè sono debolmente respinti da un magnete) paramagnetici: permeabilità magnetica maggiore di 1 (cioè sono debolmente attratti da un magnete) ferromagnetici: permeabilità magnetica assai più grande di 1 (cioè sono fortemente attratti da un magnete) Per comprendere tali differenze dal punto di vista microscopico è necessario conoscere • Teorema di equivalenza di Ampere (vedere libro di testo pag.117); • Correnti elementari e loro significato Leggere pag 117-118 Ferromagnetiche (Fe, Co, Ni e leghe). Alcuni materiali ferromagnetici si magnetizzano in presenza di un campo magnetico e la magnetizzazione permane anche in sua assenza. Il comportamento dei materiali ferromagnetici può essere spiegato facendo ricorso alla teoria dei domini di Weiss. I domini di Weiss sono regioni del materiale in cui i dipoli magnetici hanno la stessa orientazione L’applicazione di un campo magnetico esterno comporta che i domini che hanno momento magnetico orientato nel verso del campo esterno aumentino i loro confini alle spese degli altri domini, mentre gli altri tendono comunque a ruotare per disporsi favorevolmente. Ciò porta ad un grande rafforzamento (fino a migliaia di volte) del campo esterno e quindi ad un’intensa magnetizzazione del materiale. Quando cessa l'azione del campo magnetico esterno, rimane una magnetizzazione parziale, la cui intensità dipende dalla sostanza. Alcuni materiali, come il ferro, si smagnetizzano non appena cessa l’azione del campo magnetico, altri, come l'acciaio (lega di ferro e carbonio), mantengono una magnetizzazione residua: i domini orientati del ferro si riportano nella situazione caotica precedente (magnetismo temporaneo), mentre quelli p.es. dell'acciaio rimangono orientati permanentemente (magnetismo permanente). La permeabilità magnetica dei materiali ferromagnetici non è costante, ma varia al variare della temperatura e in misura maggiore al variare del campo magnetizzante. Un aumento di temperatura, causando disordine molecolare, diminuisce la tendenza alla magnetizzazione. Per ogni elemento ferromagnetico esiste una temperatura critica detta di Curie. Al di sopra della temperatura critica di Curie si ha il passaggio dal comportamento ferromagnetico a quello paramagnetico della sostanza. Sostanze paramagnetiche Vedere figura 26 pag. 120 Sostanze diamagnetiche Figura 27 Se un nucleo di materiale ferromagnetico è inserito nel campo magnetico generato da una bobina percorsa da corrente , il campo magnetico si intensifica ed otteniamo un elettromagnete.
