Il campo magnetico

La magnetite La magnetite, ha la proprietà di attirare oggetti di ferro. La magnetite è un magnete naturale.

La magnetizzazione La sbarretta di ferro si è così magnetizzata ed è divenuta un magnete artificiale o calamita. La sbarretta di ferro si è così magnetizzata ed è divenuta un magnete artificiale o calamita.

Le sostanze ferromagnetiche Si chiamano sostanze ferromagnetiche i materiali che possono essere magnetizzati. Sono sostanze ferromagnetiche il ferro, l’acciaio, il nickel, il cobalto e le loro leghe. Sono sostanze ferromagnetiche il ferro, l’acciaio, il nichel, il cobalto e le loro leghe.

Polo nord e polo sud Ogni magnete ha un polo nord e un polo sud.

Poli magnetici dello stesso tipo

Poli magnetici di tipo diverso

Il campo magnetico Ogni magnete genera nello spazio che lo circonda un campo magnetico. Come il campo elettrico anche il campo magnetico è descritto da un vettore che si indica con la lettera B maiuscola. Come il campo elettrico anche il campo magnetico è descritto da un vettore che si indica con la lettera B maiuscola.

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. In pratica…il nord magnetico corrisponde con il sud del magnete terra.

Direzione e verso del campo magnetico Per esplorare le proprietà di un campo magnetico utilizziamo il magnete di prova, che è un piccolo ago magnetico. Per esplorare le proprietà di un campo magnetico utilizziamo il magnete di prova, che è un piccolo ago magnetico. La direzione del campo magnetico 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.

Le linee del campo magnetico (1)

Le linee del campo magnetico (2) 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.

I poli magnetici isolati non esistono Non è possibile suddividere un magnete in modo da ottenere un polo nord isolato o un polo sud isolato. Non è possibile suddividere un magnete in modo da ottenere un polo nord isolato o un polo sud isolato.

L’esperienza di Oersted Un filo percorso da corrente genera un campo magnetico.

Il campo magnetico di un filo percorso da corrente

L’esperienza di Faraday Un filo percorso da corrente, in un campo magnetico, subisce una forza.

La regola della mano destra

Forze tra correnti 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.

La legge di Ampère Quali caratteristiche devono avere i due fili per subire una forza di Ampère elevata?

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.

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.

Bastano cariche in movimento … Per produrre o sentire l’effetto di un campo magnetico non è necessario il filo conduttore: l’importante è che vi siano delle cariche in movimento. Per produrre o sentire l’effetto di un campo magnetico non è necessario il filo conduttore: l’importante è che vi siano delle cariche in movimento.

I “magneti microscopici” All’interno degli atomi ci sono correnti elementari dovute al moto degli elettroni: ogni atomo dunque si comporta come un magnete microscopico che genera un proprio campo magnetico Oggi sappiamo che all’interno degli atomi ci sono correnti elementari dovute al moto degli elettroni: ogni atomo dunque si comporta come un magnete microscopico che genera un proprio campo magnetico. In condizioni normali all’interno del ferro il campo magnetico totale è nullo perché gli atomi sono orientati casualmente: cosa succede invece in presenza di un campo magnetico esterno? In condizioni normali all’interno del ferro il campo magnetico totale è nullo perché gli atomi sono orientati casualmente

Cosa succede invece in presenza di un campo magnetico esterno?

La forza magnetica Che relazione c’è tra la forza magnetica che agisce sul filo e la sua lunghezza? Che relazione c’è tra la forza magnetica che agisce sul filo e la corrente che lo attraversa?

Il valore del campo magnetico 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.

Il tesla Nel Sistema Internazionale l’unità di misura del campo magnetico è detta tesla (T).

La forza su una corrente (1)

La forza su una corrente (2)

La forza su una corrente (3) In quale condizione sul filo viene esercitata una forza massima? In quale circostanza si riscontra invece una forza nulla? forza massima forza nulla

La forza su una carica in moto Analogamente al caso della corrente, se il moto della particella non è perpendicolare al campo magnetico, la forza è più piccola: nella formula compare il valore del componente del campo magnetico perpendicolare alla velocità. La forza magnetica che agisce su un filo percorso da corrente si deve alla somma delle forze magnetiche che agiscono sui singoli elettroni in moto nel filo. Se il moto della particella non è perpendicolare al campo magnetico, la forza è più piccola: nella formula compare il valore del componente del campo magnetico perpendicolare alla velocità. La forza magnetica che agisce su un filo percorso da corrente si deve alla somma delle forze magnetiche che agiscono sui singoli elettroni in moto nel filo.

Se la carica è positiva … Dove va orientato il pollice della mano destra?

Se la carica è negativa … Dove va orientato il pollice della mano destra nel caso di una carica negativa?

Il moto di una carica in un campo magnetico Una carica puntiforme che entra in un campo magnetico in direzione perpendicolare alle sue linee di campo, si muove di moto circolare uniforme.

Il raggio della traiettoria Che cosa succede al raggio della traiettoria se aumenta il valore del campo magnetico B? Se invece aumenta la velocità della particella carica?

Il campo magnetico di un filo Come si fa a stabilire il verso del campo magnetico B?

Dimostrazione della formula

Il campo magnetico in un solenoide All’interno di un solenoide il campo magnetico è uniforme. Che cosa rappresenta la lettere N maiuscola nella formula? All’interno di un solenoide il campo magnetico è uniforme.

Il trapano Il motore elettrico di un trapano usa l’energia elettrica per far ruotare la punta.

Il motore elettrico (1) I motori elettrici usano la forza magnetica esercitata su un conduttore per compiere lavoro. Un motore elettrico è un dispositivo che trasforma energia potenziale elettrica in energia meccanica. Un motore elettrico è un dispositivo che trasforma energia potenziale elettrica in energia meccanica.

Il motore elettrico (2) La spira rettangolare si mette in rotazione perché soggetta a una coppia di forze. La spira rettangolare si mette in rotazione perché soggetta a una coppia di forze.

Il motore elettrico (3) Cambiando il senso della corrente ogni mezzo giro, la coppia di forze magnetiche mantiene la spira in rotazione.

L’elettromagnete (1)

L’elettromagnete (2) Che cosa succede all’interno del pezzo di ferro quando l’interruttore viene chiuso? Quando si toglie corrente alla bobina, il nucleo di ferro si smagnetizza e l’elettromagnete si spegne. Quando si toglie corrente alla bobina, il nucleo di ferro si smagnetizza e l’elettromagnete si spegne.

I magneti permanenti I magneti permanenti non tornano nella condizione normale quando si toglie corrente alla bobina che li avvolge e quindi non si possono spegnere a comando. Le tessere magnetiche sono rivestite di materiali di questo tipo che conservano l’informazione registrata. Le tessere magnetiche sono rivestite di materiali di questo tipo che conservano l’informazione registrata.