Poli magnetici e cariche elettriche Le calamite interagiscono fra loro con forze attrattive o repulsive, che vicino ai poli sono particolarmente intense.

Presentazione sul tema: "Poli magnetici e cariche elettriche Le calamite interagiscono fra loro con forze attrattive o repulsive, che vicino ai poli sono particolarmente intense."— Transcript della presentazione:

1 Poli magnetici e cariche elettriche Le calamite interagiscono fra loro con forze attrattive o repulsive, che vicino ai poli sono particolarmente intense. Poli magnetici di nome diverso si attraggono, come fanno le cariche elettriche di segno opposto, mentre poli dello stesso nome si respingono, così come le cariche elettriche dello stesso segno.

2 Il campo magnetico terrestre Il fatto che il polo N di un ago magnetico sia rivolto verso il Nord geometrico terrestre dimostra che la Terra stessa è assimilabile a un magnete, i cui poli N ed S sono, rispettivamente, in prossimità dei poli Sud e Nord geografici.

3 Legge di Ampère Il francese André-Marie Ampère dimostrò con una serie di esperimenti che due fili paralleli percorsi da corrente esercitano una forza l’uno sull’altro: si attraggono o si respingono a seconda che le correnti scorrano nello stesso verso o in versi opposti.

4 L’intensità del campo magnetico Per misurare l'intensità di un campo magnetico, analogamente a quanto fatto per il campo elettrico per il quale si usa una carica di prova, si usa una "corrente di prova", ovvero un filo percorso da corrente. A questo scopo si considera un tratto di filo di lunghezza l, percorso da una corrente I, posto tra i poli di una calamita, ovvero immerso in un campo magnetico. Il filo subisce una forza, la cui direzione e verso sono ricavabili mediante la regola della mano sinistra. Se si misura la forza F con un dinamometro, questa risulta proporzionale alla lunghezza del filo l e all'intensità della corrente I: dove la costante di proporzionalità B rappresenta l'intensità del vettore campo magnetico.

5 La legge di Gauss per il magnetismo Come per il campo elettrico, anche per il campo magnetico esiste una legge analoga a quella formulata dal tedesco K. F. Gauss. Ricordiamo che la legge di Gauss (una delle leggi di Maxwell dell'elettromagnetismo) descrive una caratteristica importante del campo elettrostatico: l'esistenza di punti singolari dove sono poste le cariche sorgenti del campo e dove le linee di campo nascono o muoiono. Rivediamo questa legge: Il flusso elettrico attraverso una superficie gaussiana è direttamente proporzionale alla somma algebrica di tutte le cariche elettriche presenti all'interno della superficie. Legge di Gauss per il campo magnetico B Il flusso magnetico attraverso una superficie gaussiana è sempre nullo.

6 Se il flusso del campo magnetico è sempre nullo, significa che non esistono nel campo dei punti singolari dove le linee nascono o muoiono, altrimenti potrebbe essere costruita una superficie gaussiana intorno a questo punto ed avere un flusso positivo o negativo: il campo magnetico non ha sorgenti. Per la stessa ragione, se le linee non nascono e non muoiono, esse devono essere sempre linee chiuse, senza inizio né fine. Il campo magnetico terrestre ne è un esempio.

7 Permeabilità magnetica I valori della permeabilità magnetica indicata con varia a seconda di diversi materiali. Si distinguono: - Materiali diamagnetici - Materiali paramagnetici - Materiali ferromagnetici

8 Gli esperimenti di Faraday Fu l’inglese Michael Faraday, nel 1831, a scoprire che in particolari condizioni un campo magnetico può generare una corrente elettrica. Faraday condusse i suoi esperimenti utilizzando le bobine fatte con filo conduttore circondato da una guaina isolante. La prima è alimentata da una batteria ed è provvista di un interruttore, mentre la seconda è chiusa su un galvanometro, un misuratore di corrente molto sensibile.

9 La legge di Faraday-Neumann Nell’ elettromagnetismo, la legge di Faraday sull'elettromagnetismo, anche conosciuta come legge dell'induzione elettromagnetica, legge di Faraday-Neumann o legge di Faraday-Henry, è una legge fisica che descrive il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, che si verifica quando il flusso del campo magnetico attraverso la superficie delimitata da un circuito elettrico è variabile nel tempo. La legge impone che nel circuito si generi una forza elettromotrice indotta pari all'opposto della variazione temporale del flusso.

10 La legge di Lenz Nel 1834 il russo Emilij K. Lenz affermò che: In un circuito, la corrente indotta scorre in verso tale da opporsi, mediante il campo magnetico prodotto, alla variazione di flusso da cui essa stessa ha avuto origine.

11 Le correnti di Foucault Il fenomeno dell’induzione elettromagnetica si manifesta non solo nelle spire e nelle bobine realizzate con fili conduttori sottili, ma anche all’interno di conduttori di grosso spessore. Anzi, poiché la resistenza dei conduttori massicci è piccola, le correnti indotte che si generano nel loro interno sono particolarmente intense. Gli effetti di queste correnti sono chiamate correnti parassite o anche correnti di Foucault.

12 L’alternatore L'alternatore è una macchina elettrica rotante basata sulla legge fisica dell'induzione elettromagnetica (o di Faraday), che converte l'energia meccanica fornita dal motore primo in energia elettrica sotto forma di corrente alternata. Questo processo, denominato conversione elettromeccanica dell'energia, coinvolge la formazione di campi magnetici che agiscono come mezzo intermedio. La conversione elettromeccanica dell'energia è molto efficiente, con rendimenti normalmente prossimi al 100%.

13 First Ohm’s law Ohm's law states very simply the relationships between the three following electrical quantities: voltage (V), current (I) and resistance (R) This law was enunciated by the famous German physicist George Simon Ohm, and is certainly the most important of those relating to electricity. The statement sounds exactly like this: "The intensity of current in a circuit is directly proportional to the voltage applied to it and inversely proportional to the resistance of the circuit itself." Its mathematical expression is: I = V / R which allows to calculate the current knowing the voltage and resistance. Derived from this formula: V = I * R R = V / I

14 Second Ohm’s law This law describes the values that influence at the electric resistance of a conductor. ‘’ The resistance (R) of a homogeneous conductor of constant transversal section is directly proportional to its length and is inversely proportional to the area of its transversal section’’. Mathematically we have: ρ = resistivity, depends on the material of the conductor and its temperature. ℓ = width of the conductor. A = area of the transversal section.