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Applicazioni del campo magnetico



Campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente elettrica



Quando un filo viene percorso da corrente elettrica genera attorno a se un campo magnetico. Nel caso di un filo rettilineo e infinito le linee del campo magnetico sono circonferenze concentriche poste su un piano perpendicolare al filo. Il vettore del campo magnetico B è sempre tangente a queste circonferenze.


Campo magnetico generato da un filo rettilineo



La direzione del vettore B segue la regola della mano destra: con il pollice lungo la direzione della corrente chiudiamo il palmo della mano. Il verso del movimento coincide con quello del campo magnetico.


L'intensità del campo magnetico generato da un filo rettilineo infinito dipende invece dalla distanza dal filo e dall'intensità della corrente elettrica . Il suo valore è dato da:




Dove è la distanza del punto dal filo, è l'intensità della corrente elettrica che percorre il filo e la costante di induzione elettromagnetica nel vuoto:






Campo magnetico generato da una spira



Con il termine spira intendiamo un conduttore circolare chiuso. L'intensità del campo magnetico attorno alla spira è abbastanza complicata da calcolare. Le cose però si semplificano molto se consideriamo il centro della spira.


Spira circolare percorsa da corrente




In questo caso possiamo approssimare la circonferenza ad un insieme di piccoli tratti rettilinei . Ogni tratto contribuisce in maniera uguale al campo magnetico in B. Si può quindi dimostrare che l'intensità del campo magnetico all'interno della spira è dato da:




La direzione del campo è quella dell'asse perpendicolare alla spira. Il verso si trova ancora una volta con la regola della mano destra: il palmo si chiude seguendo il verso della corrente nella spira, il pollice alzato indica la direzione del campo.


In generale il campo magnetico calcolato in un punto qualunque dell'asse passante per il centro della spira è pari a:





Campo magnetico generato da un solenoide



L'intensità del campo magnetico all'interno di una spira dipende dal punto di osservazione. Come nel caso del campo elettrico, il campo generato non è infatti uniforme nello spazio. Se però consideriamo un solenoide con un diametro trascurabile rispetto alla sua lunghezza si può comunque calcolare la densità del campo magnetico B.






Campo magnetico generato da una spira





La densità del campo magnetico è dato dalla somma dei contributi delle singole spire. La direzione del campo magnetico, come nel caso della singola spira, è determinata valutando la direzione della corrente e applicando la regola della mano destra.



Campi magnetici all'interno della materia



Nel capitolo sul campo elettrico abbiamo capito che i materiali influenzano i campi elettrici riducendone l'intensità. Anche per i campi magnetici la presenza di un materiale influenza il campo. In questo caso, però, la densità può sia aumentare che diminuire.


L'intensità del campo magnetico attraverso un materiale è quindi data da




Dove è la densità del campo magnetico nel vuoto e la permeabilità magnetica.


A seconda delle dimensioni di i materiali sono divisi in :


  • materiali diamegnetici (es.: acqua, mercurio, rame): riducono l'intensità del campo magnetico

  • materiali para magnetici (alluminio, zinco, piombo, tungsteno): aumentano di poco l'intensità del campo magnetico

  • materiali ferromagnetici (ferro, cobalto, nichel): aumentano in maniera sensibile l'intensità del campo magnetico.


redattore del materiale didattico: Paolo Rota