ATTENZIONE ! per visualizzare le formule occorre avere installato l’Equation Editor di Office oppure il programmino Math Type ...

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1 ATTENZIONE ! per visualizzare le formule occorre avere installato l’Equation Editor di Office oppure il programmino Math Type ...

2 Le grandezze del campo elettromagnetico
a cura di Enzo Tonti (versione incompleta e da rivedere) scrivere a ...

3 Breve cronologia del campo elettromagnetico
Alcuni minerali hanno la proprietà di attrarre il ferro: sono i magneti naturali. Lo studio del fenomeno ha portato alla nascita della magnetostatica. L’ambra, il vetro, l’ebanite sfregati si caricano di elettricità, attraendo pezzetti di carta. Lo studio del fenomeno ha portato alla nascita dell’elettrostatica. Gilbert pubblica il libro De Magnete, bibbia dei fenomeni elettrici e magnetici Volta, inventa la pila, un dispositivo che consente di mettere in moto cariche elettriche: nasce la corrente elettrica. Oersted, scopre che la corrente che passa in un filo genera un campo magnetico: nasce l’elettro-magnetismo. Faraday scopre che variando un campo magnetico si genera una corrente elettrica. L’elettromagnetismo raggiunge la sua completezza nel libro di Maxwell. Hertz scopre le onde elettromagnetiche. All’alba del 1900 l’elettromagmetismo era concluso. ...

4 Breve cronologia del campo elettromagnetico
CAMPO ELETTRICO CAMPO MAGNETICO Oersted, 1820 corrente elettrica campo magnetico Faraday, 1831 variazione campo magnetico campo elettrico variazione campo magnetico elettrico Onde elettromagnetiche Hertz, 1885 ...

5 Le grandezze elettromagnetiche
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6 Le grandezze del campo elettromagnetico
La formulazione matematica del campo elettromagnetico è resa possibile dall’esistenza delle grandezze fisiche. Fra queste le più importanti sono le seguenti 8 variabili di campo Vettore campo elettrico Spostamento elettrico Densità di flusso magnetico Vettore campo magnetico Potenziale elettrico Densità di carica elettrica Potenziale vettore magnetico Densità di corrente elettrica Ci proponiamo di presentare queste 8 variabili. ...

7 La carica elettrica Il modo più semplice di produrre elettricità è quello di sfregare il vetro, l’ambra, alcune materie plastiche. Su di essi si raccoglie una “carica elettrica”. Esitono due tipi di cariche elettriche: quella che si raccoglie sul vetro e perciò detta “vitrea” e quella che si raccoglie sulla resina e perciò dette “resinosa”. La carica vitrea è chiamata “positiva” e quella resinosa “negativa”. Le cariche di uguale segno si respingono, quelle di segno opposto si attirano. I materiali si dividono in due classi: quelli che lasciano le cariche libere di muoversi e quelli che non concedono il moto. I primi sono i metalli che prendono il nome di materiali conduttori, i secondi sono i materiali isolanti o dielettrici o coibenti. Le cariche elettriche in quiete messe su un corpo metallico si dispongono sulla sua superficie. Per misurare la carica elettrica il modo più semplice è quello di avvalersi della repulsione. Il primo strumento è stato l’elettro-scopio a foglioline d’oro. ...

8 il campo elettrico ...

9 le principali grandezze della elettrostatica
variabili di configurazione variabili di sorgente potenziale elettrico carica elettrica tensione elettrica densità di carica elettrica forza elettromotrice flusso elettrico vettore intensità del campo elettrico (campo elettrico) vettore spostamento elettrico permittività dielettrica ...

10 misuriamo la carica Q Il primo strumento è stato l’elettro-scopio a foglioline d’oro. Dal momento che sui conduttori le cariche sono libere di muoversi, tenendo presente che cariche di uguale segno si respingono, esse si dipongono sulla superficie. Nasce il “pozzetto di Faraday”. pozzetto Elettro-metro Elettro-metro Elettro-scopio ...

11 Il vettore campo elettrico E
Consideriamo il campo elettrico generato da una distribuzione di cariche, ad esempio disposte sun conduttori. Se mettiamo nel campo da esse generato una piccola carica esploratrice, ci accorgiamo che su di essa agisce una forza. Si constata sperimentalmente che la forza è proporzionale alla carica. Viene allora l’idea di considerare il rapporto tra la forza e la carica come indicatore dell’intensità del campo elettrico. Nasce il vettore E. Carica doppia, forza doppia 2q 2F q F ...

12 Il vettore campo elettrico E
q F Carica doppia, forza doppia 2q 2F ...

13 Il vettore E dipende dal mezzo
In un mezzo il vettore campo elettrico è sempre inferiore al vettore campo elettrico nel vuoto. vuoto P mezzo materiale P ...

14 Induzione elettrostatica: legge di Gauss
La legge dell’induzione elettrostatica dovuta a Gauss dice che sulla superficie esterna di un conduttore chiuso si forma per induzione una carica elettrica uguale a quella contenuta nel volume racchiuso dal conduttore. La carica elettrica contenuta si indica con La carica superficiale si chiama flusso elettrico e si indica con La legge di Gauss dice che ...

15 Induzione elettrostatica
La carica che si raccoglie sulla superficie del conduttore è uguale a quella contenuta nel volume. La densità sulla superficie della sfera è uniforme qualunque sia la posizione delle cariche interne La carica che si raccoglie sulla superficie del conduttore è la stessa qualunque sia il mezzo materiale. ...

16 Vettore spostamento elettrico D
pozzetto Elettro-metro ...

17 Vettore spostamento elettrico D
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18 Vettore spostamento elettrico D
L’esperienza dice che i due vettori D ed E sono proporzionali Quindi possiamo scrivere la relazione di proporzionalità avendo introdotto una costante di proporzionalità che si chiama costante dielettrica. ...

19 Vettore spostamento elettrico D
Se cambia il mezzo materiale il vettore D rimane lo stesso mentre il vettore E cambia per cui cambia la costante dielettrica. caratterizza il mezzo ...

20 Vettore spostamento elettrico D
Consideriamo una carica puntiforme posta al centro di una sfera metallica cava che la contenga. Sulla superficie esterna della sfera si raccoglie una carica con densità superficiale costante. Viene l’idea di istituire un vettore ortogonale alla superficie sferica, e quindi diretto radialmente, il cui modulo sia il valore della densità superficiale. Dal momento che la carica superficiale non dipende dal mezzo, anche la densità ed il vettore D non dipendono dal mezzo. Dunque, a differenza del vettore E che dipende dal mezzo, D non vi dipende. Questo indica che l’elettrostatica è descritta da due vettori E e D con caratteristiche diverse. ...

21 il campo magnetico ...

22 le principali grandezze della magnetostatica
variabili di configurazione variabili di sorgente corrente elettrica potenziale vettore magnetico vettore densità di corrente vettore densità di flusso magnetico (induzione magnetica) vettore intensità del campo magnetico flusso magnetico forza magnetomotrice permeabilità magnetica ...

23 corrente elettrica Alessandro Volta (Como) nel 1793 inventa la pila, generatore di corrente (quella qui disegnata è una versione “nuova”) Oersted 1820 acqua acidulata lama di zinco pentola di rame Con questa scoperta il magnetismo e l’elettricità si fondono: nasce l’elettro-magnetismo ...

24 magnetostatica Due fili paralleli percorsi da corrente equiversa si respingono Bilancia di torsione ...

25 vettore densità di flusso magnetico B
Se cambia il mezzo, anche B cambia Bilancia di torsione ...

26 intensità del campo magnetico H
magnetometro forza magnetomotrice intensità campo magnetico ...

27 variando un campo magnetico nasce un campo elettrico
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28 variando un campo magnetico nasce un campo elettrico
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29 variando un campo magnetico nasce un campo elettrico
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30 corrispondenza elettrico - magnetico
il condensatore piano della elettrostatica ha come analogo la bobina rettilinea in magnetostatica perché in entrambi i casi il campo è uniforme. intensità del campo elettrico intensità del campo magnetico ...

31 corrispondenza elettrico - magnetico
la corrispondenza tra le grandezze elettriche e magnetiche variabili di configurazione variabili di sorgente intensità del campo elettrico spostamento elettrico equazione costitutiva densità di flusso magnetico intensità del campo magnetico equazione costitutiva ...

32 fine della prima parte (sarà da completare)
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