pina di vito 1

MAGNETISMO - prima parte

pina di vito 2

Magneti magneti naturali: magnetite (minerale del ferro Fe3O4)

magneti artificiali: composti di Fe, Ni, Co

Magnetite

Ago magnetico

poli magnetici: Nord e SudI nomi dei poli magnetici derivano dall’attrazione magnetica terrestre

Le forze magnetiche sono attrattive e repulsive

Impossibile separare i poli magnetici: esperimento della calamita spezzata

pina di vito 3

Campo magnetico e linee di forza

Campo magnetico reso visibile dalla limatura di ferro

Gli aghi magnetici visualizzano le linee di forza

Le linee di forza del campo magnetico:• sono sempre linee chiuse• sono uscenti dal Nord ed entranti nel Sud• la densità delle linee è proporzionale all’intensità del campo• il vettore campo di induzione magnetica è tangente punto per punto alla linea

pina di vito 4

Campo magnetico terrestre

declinazione magnetica (attualmente circa 11,3°)angolo che il meridiano magnetico fa con il meridiano terrestre per un dato punto della terra

i inclinazione magneticadeviazione angolare dell’asse dell’ago calamitato rispetto il piano dell’orizzonte

William Gilbert (1544 – 1603)

modello di Gilbert

pina di vito 5

Campo magnetico del magnete ad U e magneti stampati

pina di vito 6

Esperimento di Hans Christian Oersted (1777 - 1851)21 luglio 1820

Ha dimostrato che anche la corrente elettrica fa deviare un ago magnetico,

quindi produce un campo magnetico.

Non passa corrente: l’ago magnetico è parallelo al filo,

orientato secondo il campo magnetico

terrestre

passa corrente: l’ago magnetico ruota di

90°

Invertendo la corrente: l’ago magnetico ruota in

senso opposto

pina di vito 7

Campo magnetico di un filo rettilineo percorso da corrente

Prima regola della mano destra: se il pollice indica il verso della corrente allora

le dita si chiudono nel verso del campo magnetico generato

0

2iBr

= Legge di Biot e Savart (ottobre – dicembre 1820)

Permeabilità magnetica del vuotomH /104 70

=

pina di vito 8

SOLENOIDE o BOBINA (avvolgimento di fili di rame)

Il campo magnetico di un solenoide percorso da corrente elettrica è

simile a quello del magnete rettilineo

Regola della mano destra:

se le dita si avvolgono come la corrente, il pollice indica il verso del vettore campo magnetico interno al

solenoide

pina di vito 9

Spira e bobina

0

2iBr

=

linee di forza del campo magnetico di una spira percorsa da corrente• le linee sono chiuse

• la linea centrale è ┴ al piano della spira• il pollice della mano destra indica il verso del campo, se le dita si chiudono nel verso della corrente• l’intensità al centro della spira è:

linee di forza del campo magnetico di una bobina percorsa da corrente• le linee sono chiuse• all’interno della bobina le linee sono parallele e indicano un campo uniforme• se il solenoide ha una lunghezza molto maggiore del suo diametro all’esterno il campo è nullo,

0NB il

=

pina di vito 10

Misura dell’intensità del vettore di induzione magnetica B

Quando chiudiamo il circuito la barretta percorsa da corrente viene spinta verso l’interno del magnete; invertendo il verso della corrente essa viene spinta verso l’esterno.

Il dinamometro misura l’intensità della forza che il campo magnetico applica al conduttore.

F BiL=

La forza di interazione corrente-magnete è direttamente proporzionale alla corrente i e alla lunghezza L del conduttore immerso nel campo magnetico B

pina di vito 11

F i l B ilBsen® ® ®

= ´ =seconda regola della mano destra:

se il pollice si orienta come la corrente e le dita si stendono nel verso del campo magnetico allora la forza ha

verso uscente dal palmo della mano

Quando B è perpendicolare al filo si ha la massima forza

B Bsen^ =B B^ =

Se B è inclinato di un angolo rispetto al filo, la forza è minore

Se B è parallelo al filo, la forza è nulla

0 0B Bsen^ = =

pina di vito 12

TESLA

Unità di misura dell’intensità del vettore di induzione magnetica B

newtonteslaampére metro

=

Campo magnetico terrestre:

0,610-4T = 0,6G al polo

0,310-4T = 0,3G all’equatore

i più potenti elettromagneti usati nella ricerca e nell’industria raggiungono solo pochi tesla

410gauss tesla=

pina di vito 13

Interazione corrente-correnteesperimento di Andre-Marie Ampére (1775 – 1836)

18 settembre 1820

Conduttori paralleli percorsi da correnti equiverse si attraggono

Conduttori paralleli percorsi da correnti con versi opposti si respingono

pina di vito 14

1) Forza di interazione tra due correnti2) definizione dell’unità di misura della corrente nel S.I.

0 1 2

2i iF ld

=

Unita’ di misura di corrente nel S.I. L’unità di misura ampére è definita come quella corrente costante che mantenuta in due conduttori paralleli e rettilinei, di lunghezza molto grande e sezione trascurabile, alla distanza di un metro l’uno dall’altro, nel vuoto, produce tra i due conduttori una forza di 2.10-7N per ogni metro di lunghezza

0

2iBr

=

ilBF =

Campo B di una corrente rettilinea

Forza di interazione corrente-campo