oh campomagnetico è una regione dello spazio dove il cariche elettriche in movimento sono soggetti all'azione di a forza magnetica, in grado di cambiare le loro traiettorie. Il campo magnetico è il risultato del movimento di cariche elettriche, come nel caso di un filo che conduce corrente elettrica o anche nell'oscillazione di particelle subatomiche, come la elettroni.
Proprietà del campo magnetico
Secondo SI, l'unità di misura del campo magnetico è la tesla (T), in onore di uno dei grandi studiosi dei fenomeni magnetici, Nikola Tesla (1856-1943). il campo magnetico é vettore, così come il campo elettrico o il campo gravitazionale, pertanto, visualizza il modulo, la direzione e le proprietà di rilevamento.
Questo tipo di campo può essere prodotto da magneti naturali e artificiali, realizzati con bobine e bobine conduttive. Se vuoi saperne di più sulle origini del campo magnetico, ti consigliamo di leggere il nostro articolo su magnetismo e fai tutte le tue domande.
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Come detto, l'origine del campo magnetico è nel movimentodelcarichidispositivi elettrici. Quando il campo elettrico oscilla in qualche regione dello spazio, questa oscillazione dà luogo a un campo magnetico orientato in una direzione perpendicolare (90º) al campo elettrico. Per comprendere meglio le proprietà del campo magnetico, ci avvaliamo di una caratteristica nota come linee di induzione, attraverso di essa possiamo visualizzare meglio la forma del campo magnetico.
linee di campo magnetico
Le linee del campo magnetico sono sempre Chiuso, essi MaiSeattraversare, e più sono vicini, maggiore è la forza del campo magnetico in quella regione. Inoltre, la regione in cui le linee di induzione emergono dai magneti è chiamata nord magnetico e la regione in cui queste linee di induzione sono immerse è nota come sud magnetico.
Monopoli magnetici
Un'altra caratteristica del campo magnetico riguarda la inesistenza di monopoli magnetici, cioè ogni campo magnetico ha un polo sud e un polo nord, a differenza del campo elettrico, che permette l'esistenza di cariche positive e negative, per esempio.
Quando una carica elettrica si muove in una regione di campo magnetico, una forza magnetica, perpendicolare al la sua velocità e la direzione del campo magnetico, sorge, producendo una deflessione nella traiettoria delle cariche dispositivi elettrici. Questo fenomeno si verifica spesso in polimagneticodalla terra, che hanno un campo magnetico maggiore e, quindi, sono in grado di deviare le particelle cariche dal vento solare, dando origine a aurore polari.
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formula del campo magnetico
La formula utilizzata per calcolare il campo magnetico dipende dalla forma del corpo che lo produce. I casi più comuni sono quelli in cui calcoliamo il campo magnetico di fili, spire e bobine. Consulta le formule utilizzate per calcolare il campo magnetico:
Campo magnetico di un filo conduttore
Per calcolare l'intensità del campo magnetico prodotto da un filo conduttore, attraversato da una corrente elettrica, utilizziamo la seguente formula:
B – campo magnetico (T)
μ0 – permeabilità magnetica del vuoto (4π.10-7 Tm/A)
io – corrente elettrica (A)
d – distanza da punto a filo (m)
La formula sopra ci permette di calcolare l'intensità di un campo magnetico, generato da un filo conduttore, in un punto a distanza d, in base a quel filo.
Campo magnetico generato da una spira circolare
Il campo magnetico generato da una spira circolare può essere calcolato con la seguente formula:
R – raggio di sterzata (m)
Campo magnetico generato da una bobina
Le bobine sono formate da un insieme di bobine conduttrici. Il calcolo del campo magnetico prodotto da una bobina è molto simile a quello fatto per le spire, in questo caso, la differenza rimane con l'intero n — il numero di spire che compongono la bobina:
no - numero di giri
Il campo magnetico terrestre
Il campo magnetico terrestre ha origine dalrotazionedel centro della terra, che avviene a una velocità diversa rispetto alla crosta del pianeta. Il nucleo terrestre è formato da una grande quantità di metalli che hanno una grande quantità di cariche elettriche, è il movimento di queste cariche che dà origine al campo magnetico terrestre.
Il campo magnetico funziona come una sorta di scudo per il gas atmosferici, se non per lui, il atmosfera terrestre verrebbe spazzato via dalla grande quantità di particelle che vengono emesse dal Sole tutto il tempo.
Il campo magnetico terrestre ha giocato a ruolo importante nelle navigazioni, quando si utilizza il bussola come principale strumento di navigazione. Inoltre, molti animali sono in grado di riprodurre rotte migratorie grazie alla loro capacità di percepire l'orientamento del campo magnetico terrestre. Se vuoi saperne di più su questo argomento, leggi il nostro testo: Il campo magnetico terrestre.
campo magnetico e campo elettrico
I campi elettrici e magnetici sono correlati, come ha dimostrato il fisico e matematico inglese James Clerk Maxwell (1831-1879). Nel 1864 Maxwell unificò i fenomeni elettrici e magnetici, dimostrando che la luce era un'onda e che era prodotta dall'oscillazione di campi elettrici e magnetici.
Secondo i suoi calcoli, Maxwell scoprì che il variazione di un campo elettrico ha dato origine a un campo magnetico, così come era in grado di produrre un campo elettrico dinamico. La conclusione di Maxwell fu che, insieme, questi campi vettoriali diedero origine alla onde elettromagnetiche, come luce visibile, onde radio, raggi X eccetera.
Leggi di più: Magnetizzazione: come fa un materiale che non ha caratteristiche magnetiche a diventare un magnete?
Esercizi risolti sul campo magnetico
(Domanda 1) Un cavo porta una corrente elettrica di 0,5 A. Determinare la forza del campo magnetico prodotto da questo filo, in unità di µT (10-6 T), in un punto che dista 50 cm da questo filo.
Dati: μ0 = 4π.10-7 T.m/A
a) 20,0 μT
b) 0,2 µT
c) 2.0 µT
d) 4,0 µT
e) 2,5 µT
Modello: Lettera b
Risoluzione: Utilizziamo la formula del campo magnetico prodotto dal filo per calcolare ciò che viene chiesto nella domanda 1, ecco come:
Attraverso il calcolo, abbiamo scoperto che l'intensità del campo magnetico prodotto dal filo corrisponde al alternativa b.
(Domanda 2) Una spira di raggio pari a 5 cm è percorsa da una corrente elettrica di 1,5 A. Determinare l'intensità del campo magnetico prodotto da questo ciclo.
Dati: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, usa π = 3.
a) 1.5.10-6 T
b) 1.8.10-5 T
c) 2.0.10-4 T
d) 1.3.10-5 T
e) 1.8.10-8 T
Modello: Lettera b
Risoluzione: Per risolvere l'esercizio è necessario trasformare l'unità di misura del raggio in metri (5 cm = 0,05 m), in modo da poter utilizzare la formula del campo magnetico generato da una spira:
Domanda 3) Una bobina da 500 spire con un raggio di 2,5 cm è trasportata da una corrente elettrica di 0,5 A. Determinare l'intensità del campo magnetico, in unità di mT (10-3 T), prodotto da questa bobina.
Dati: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, usa π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2.0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Modello: lettera D
Risoluzione: Per risolvere l'esercizio utilizzeremo la formula del campo magnetico generato da una bobina, nota:
Alla fine dell'esercizio è stato necessario spostare la posizione della virgola fino a esprimere il risultato in notazione scientifica.
Di M.e Rafael Helerbrock
Insegnante di fisica
