Capitolo 21 Il campo magnetico Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La magnetite La magnetite, ha la proprietà di attirare oggetti di ferro. La magnetite è un magnete naturale. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La magnetizzazione •La sbarretta di ferro si è così magnetizzata ed è divenuta un magnete artificiale o calamita. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Le sostanze ferromagnetiche Si chiamano sostanze ferromagnetiche i materiali che possono essere magnetizzati. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Polo nord e polo sud Ogni magnete ha un polo nord e un polo sud. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Poli magnetici dello stesso tipo Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Poli magnetici di tipo diverso Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il campo magnetico Ogni magnete genera nello spazio che lo circonda un campo magnetico. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il campo magnetico terrestre Nella zona del polo nord magnetico, il magnete-Terra ha un polo sud, visto che attira i poli nord di tutte le bussole. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Direzione e verso del campo magnetico La direzione è data dalla retta che unisce i poli nord e sud del magnete di prova. Il verso va dal polo sud al polo nord del magnete di prova. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Le linee del campo magnetico (1) Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Le linee del campo magnetico (2) Le linee del campo magnetico si disegnano seguendo queste regole: • in ogni punto sono tangenti alla direzione del campo magnetico; • escono dai poli nord dei magneti ed entrano nei poli sud; • la loro densità è direttamente proporzionale all’intensità del campo magnetico. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 I poli magnetici isolati non esistono Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 L’esperienza di Oersted Un filo percorso da corrente genera un campo magnetico. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il campo magnetico di un filo percorso da corrente Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 L’esperienza di Faraday Un filo percorso da corrente, in un campo magnetico, subisce una forza. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La regola della mano destra Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Forze tra correnti Esperimento di Ampère Esiste una forza magnetica tra due fili percorsi da corrente: ciascuno di essi genera un campo magnetico e subisce la forza del campo creato dall’altro. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La legge di Ampère La forza che agisce su un tratto di lunghezza l di ciascuno dei due fili è direttamente proporzionale ad l e alle intensità delle due correnti che circolano; inoltre, è inversamente proporzionale alla distanza tra i fili. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La definizione dell’ampere Una corrente ha intensità di 1 A se, circolando in due fili rettilinei molto lunghi posti nel vuoto, che distano 1 m tra di loro, provoca una forza di 2 x 10-7 N su ogni tratto di filo lungo 1 m. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La definizione del coulomb Un coulomb è la carica che attraversa, in un secondo, una sezione di un filo in cui è presente una corrente di intensità pari a un ampere. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il valore del campo magnetico Usando l’ago magnetico possiamo determinare direzione e verso del campo magnetico, ma come calcoliamo la sua intensità? Prendiamo un filo conduttore attraversato a una corrente i e consideriamo un tratto di lunghezza l come filo di prova e lo immergiamo in un campo magnetico che vogliamo studiare. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il valore della grandezza B dipende solo dal campo magnetico e dal punto in cui si trova il filo di prova: per questo la costante di proporzionalità B viene identificata col valore del campo magnetico. Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La forza magnetica Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il tesla Nel Sistema Internazionale l’unità di misura del campo magnetico è detta tesla (T). Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La forza su una corrente Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 La forza su una corrente forza massima Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 forza nulla Il campo magnetico di un filo percorso da corrente Legge di Biot-Savart Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Il campo magnetico di una spira In ogni punto dell’asse della spira il campo magnetico è perpendicolare al piano che contiene la spira Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Dimostrazione della formula Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010 Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
