Il magnetismo: fondamenti, calamite, campi magnetici e legge di Ampère

IL MAGNETISMO

TO

LA PAROLA

CALAMITA

COMPARE VERSO LA METÀ DEL 1200

NOME COMUNE CON CUI VIENE INDICATO UN

MAGNETE

O QUALSIASI METALLO IN GRADO DI ATTRARRE A SE LIMATURA DI FERRO

NEL LINGUAGGIO COMUNE HA UN DUPLICE SIGNIFICATO:

11

CORPO

MAGNETIZZATO

-> SIGNIFICATO LETTERALE

CALAMITA

"1

PERSONA O COSA CHE HA LA FORZA DI ATTRARRE A SE"-> SIGNIFICATO FIGURATO

CURIOSITÀ

ANTICAMENTE ERA CHIAMATO

"CALAMITA" L'AGO DELLA BUSSOLA À LA BUSSOLA STESSA, INTRODOTTA IN EUROPA DAGLI ARABI NEL

PARE DAI NAVIGATORI AMALFITANI.

XII SECOLO E UTILIZZATA1-1

MAGNETI

E IL CAMPO

MAGNETICO

LA

MAGNETITE

È UN MINERALE

IN GRADO DI ATTRARRE A

SE

IL FERRO

AVVICINANDO LA MAGNETITE A UNA BARRA DI ACCIAIO

UN MAGNETE ARTIFICIALE

CALAMITA

SI OTTIENE

I POLI DEI MAGNETI

->

POLO NORD

POLO SUD

N

AGO

MAGNETICO

S

N

5

N

POLI MAGNETICI DIVERSI

Si ATTRAGGONO

SE LIBERO DI RUOTARE ATTORNO AL SUO CENTRO ORIENTA UN ESTREMO VERSO IL NORD TERRESTRE E QUELLO OPPOSTO VERSO IL SUD

DIFFERENZA TRA POLI MAGNETICi e CARICHE ELETTRICHE

SN

2

NS

[ Poul MAGNETICI

NON POSSONO ESSERE DIVISI TRA LORO

POLI MAGNETICI UGUALI

SI RESPINGONO

. LE CARICHE ELETTRICHE INVECE POSSONO ESSERE SEPARATE TRA LORO.

I IL MONOPOLIO MAGNETICO AD OGGI NON ESISTE

CURIOSITÀ:

LA MAGNETITE FU RINVENUTA GIÀ NEI VII SECOLO a.C. A MAGNESIA IN ASIA MINORE

DA QUI IL NOME DI MAGNETITE E MAGNETE PER INDICARE CORPI CON ANALOGHE PROPRIETÀ.

BUSSOLA

La1

CAMPI

DEL

MAGNETI

COME PER LA FORZA ELETTRICA

SU UN MAGNETE DEL CAMPO

ANCHE LA FORZA MAGNETICA E INTESA COME L'AZIONE GENERATO DA UN ALTRO MAGNETE.

COME SI RILEVA UN CAMPO MAGNETICO ?

IN UNA REGIONE DELLO SPAZIO È PRESENTE UN CAMPO MAGNETICO SE UN AGO MAGNETICO POSTO IN QUELLA REGIONE È SOGGETTO

AD UN'AZIONE MECCANICA CHE LO ORIENTA IN UNA DIREZIONE BEN PRECISA"

LA DIREZIONE DELL'AGO COINCIDE CON LA DIREZIONE DEL CAMPO MAGNETICO IN QUEL PUNTO

IL VERSO PER CONVENZIONE, VA DAL POLO SUD AL POLO NORD DELL'AGO

IL CAMPO MAGNETICO È UN CAMPO VETTORIALE

INDICATO

CON B E CHIAMATO

TICA &

INDUZIONE MAGNETICA

CAMPO MAGNETICO

LE LINEE DI FORZA DEL CAMPO MAGNETICO

2

N

15Jam senza titolo Google Jambo:

×

G

come visualizzare il campo magn X

FENOMENI MAGNETICI E CAMPO X

Montessori: esperimenti con la lir X

+

-

5

×

salvomiceli.it/fenomeni-magnetici-e-campo-magnetico/

M

Domande:

1. Se facciamo cadere della limatura di ferro su un foglio di carta, possiamo spargerla in modo uniforme, o a caso.
2. Se sotto al foglio di carta c'è una calamita la limatura di ferro si dispone formando delle linee come quelle della figura accanto.
3. Se facciamo muovere la calamita sotto al foglio, la limatura di ferro si dispone in modo diverso perché cambia l'intensità della forza magnetica; in particolare la limatura di ferro si addensa dove la calamita è più vicina.
4. Cosa possiamo dire, quindi, anche se non vediamo la calamita c osserviamo che la limatura di ferro ha formato delle linee di questo tipo?
5. E se vediamo muovere il disegno formato dalla limatura di ferro sul cartoncino, senza che il cartoncino si sia mosso?
6. se muovo il cartoncino, a cosa posso attribuire la causa del movimento della limatura?

A) Abbiamo cosparso il foglio di cartoncino con della limatura di ferro, cioe con dei pezzi di ferro piccolissimi, macinati finemente (i grani -1

: _Jam senza titolo - Google Jambo X

G

come visualizzare il campo magn x

Montessori: esperimenti con la lir x

+

-

X

‹

A Non sicuro | lacasanellaprateria.com/montessori-esperimento-limatura_ferio/

A

M

A

f

G+

NovaCAMPO

MAGNETICO

UNIFORME

CON UN MAGNETE COME QUELLO IN FIGURA, LE LINEE DI FORZA SONO:

N

C

5

• ORIENTATE DAL POLO NORD AL POLO SUD
• EQUIDISTANTI E PARALLELE FRA LORO

IL CAMPO MAGNETICO È UNIFORME

.

CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

( PAG 86)

ASSE DI ROTAZIONE

• IL POLO NORD DI UN AGO MAGNETICO È RIVOLTO VERSO IL NORD GEOGRA- FICO

S

N

IL NORD GEOGRÁFICA (ALL'INCIRCA) CON IL SUD MAGNETICO y CONCIDE

AGO MAGNETIZZATO

5

N

15

- SUD GEOGRAFICO

NORD GEOGRAFICOL'ORIGINE DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

NON È NOTA: VI SONO DIVERSE IPOTESI IN MERITO : PROBABILMENTE È DOVUTO AL MOTO DI MATERIALI FUSI ALL'INTERNO DELLA TERRA

CHE TRASPORTANO UN'ELEVATA QUANTITÀ DI CARICA ELETTRICA.

2 - L'INDUZIONE MAGNETICA

FORZA MAGNETICA (N) su

F è PERPENDICOLARE SIA AL FILO CHE AL CAMPO

f

B=F

UN FILO CONDUTTORE

PERPENDICOLARE ALLE LINEE DI FORZA.

el

N

LUNGHEZZA DEL FILO [m]

MODULO DELLA INDUZIONE MAGNETICA

INTENSITÀ DELLA CORRENTE [A)

S

[T] = TESLA

1T=

IN

A.m

F = B.i.C

1

cost

SE IL FILO E ORTOGONALE AL CAMPO UNIFORME Si OSSERVA ORTOGONALE SIA AL FILO CHE AL CAMPO MAGNETICO

CHE

11B

=

TERRESTRE

POLI

2 7.10° T'

IL TEOREMA DI GAUSS PER IL MAGNETISMO :

IL FLUSSO DEL CAMPO MAGNETICO USCENTE DA UNA QUALSIASI SUPERFICIE CHIUSA E NULLO

0

=

0

m

OVE

1Wb= 1T.m

2

FLUSSO DEL CAMPO MAGNETICO

(Wb)

WEBER = unità di misura del flusso del campo magnetico nel S.I.

LE LINEE DI FORZA DI UN CAMPO MAGNETICO SONO LINEE CHIUSE

DI CONSEGUENZA COMUNQUE SI TRACCI UNA SUPERFICIE CHIUSA IN UNA REGIONE IN CUI È PRESENTE UN CAMPO MAGNETICO IL NUMERO DI UNEE DI FORZA ENTRANTI È UGUALE AL NUMERO DI LINEE USCENTI

CIDEYIL FLUSSO NETTO

Im È SEMPRE NULLO.

CAMPO

ELETTRICO

5

m

CAMPO MAGNETICO

N

-5

Pm = 0

SFERA

DE

C

INT

5

Eo

EQUATORE

2

2.10

.5

T3- CAMPI

MAGNETICI

GENERATI

DA CORRENTI

ABBIAMO OSSERVATO CHE

DA CORRENTE.

UN MAGNETE ESERCITA

UNA FORZA

SU UN FILO PERCORSO

PER IL PRINCIPIO DI AZIONE E REAZIONE UN CIRCUITO PERCORSO DA CORRENTE ESERCITE RÀ UNA FORZA SU UN AGO MAGNETICO.

CAMPO DI UN FILO RETTILINEO

CAMPO

MAGNETICO

1

CORRENTE

LINEE DI FORZA DEL CAMPO

it

K-

5

LA CORRENTE CHE SCORRE IN UN FILO È LA SORGENTE DI UN CAMPO MAGNETICO.

LE LINEE DI FORZA SONO CIRCONFERENZE CONCENTRICHE AL FILO.

FORZA TRA DUE FILI PERCORSI DA CORRENTE

AMPERE FELE LE SEGUENTI CONSIDERAZIONI :

SE LE CORRENTI SCORRONO

NELLO STESSO VERSO

1

DUE

FILI SI ATTRAGGONO,

DIVERSA

MENTE

SI RESPINGONO.

1

FORZE ATTRATTIVE

i

fiz

FORZE REPULSIVE

3SE LA DISTANZA TRA I DUE FILI È PICCOLA RISPETTO ALLA LORO LUNGHEZZA

VALE IL :

LEGGE DI AMPÈRE : PER OGNI TRATTO DI LUNGHEZZA

I DUE FILI RETTILINEI PARALLELI INTERAGISCONO CON UNA FORZA DI INTENSITÀ E DIRETTAMENTE PROPORZIONALE A L'E A 11 e 1), INTENSITÀ DELLE RISPETTIVE CORRENTI ELETTRICHE E INVERSAMENTE PROPORZIONALE ALLA RECIPROCA DISTANZA L

KM È DETTA COST. DI PROPORZIONALITÀ, SI HA:

+ INTENSITÀ DI CORRENTE [ A ]

F =

K

m

ir.12.l

LUNGHEZZA DEL FILO [m]

FORZA [N]

DISTANZA TRA I DUE FILI [m]

1

1

ydy

COST. DI PROPORZIONALITÀ

L7

Km=

2.10

N/A2

[N/A2 ]

UNITÀ DI CORRENTE E DI CARICA ELETTRICA

AMPÈRE - È UGUALE AD 1 AMPERE L'INTENSITÀ DI CORRENTE CHE SCORRENDO IN CIASCUNO DI DUE FILI RETILINEI PARALLELI MANTENUTI ALLA DISTANZA DI PRODUCE TRA I FILI UNA

FORZA

DI

IM L'UN L'ALTRO NEL VUOTO 2.10-7 IN PER OGNI METRO DI LUNGHEZZA

d

42COULOMB

1 COULOMB È LA CARICA CHE UNA SEZIONE DI CONDUTTORE INTENSITÀ DI 1A

PASSA IN PERCORSA

1 SECONDO ATTRAVERSO

DA CORRENTE CON

1A.S

1C=

LA PERMEABILIA MAGNETICA DEL VUOTO

SI DEFINISCE :

Km

=

25

-7

DA CUI : Mo = 211 Km = 2. 2.10

N

A2

4.17-10+ N

=

A2

PERMEABILITÀ MAGNETICA DEL VUOTO

LA LEGGE DI AMPÈRE PUÒ ESSERE RISCRITTA COME:

F= 10-12. 12 . l

2. 11 d