Campo magnetico
Questa lezione sul campo magnetico è specifica per il liceo, per fisica 1 o fisica 2 devi andare alla pagina Dal campo elettrico al campo magnetico.
Sappiamo che la sorgente del campo elettrico , ossia chi lo genera, è la carica elettrica, ad esempio +Q.
Se poniamo una carica elettrica +Q in un punto dello spazio essa genera attorno a se un campo elettrico E. Le linee di forza del campo sono radiali e escono dalle cariche positive per finire in quelle negative, dette pozzi.
Una carica elettrica +Q altera lo spazio intorno a se.
Ricordiamo che il campo elettrico è un vettore e che il valore del suo modulo in un punto P a distanza r dalla carica è
Chi risente dell’azione di questo campo elettrico? Sempre una carica elettrica. Se nel campo generato da +Q poniamo una carica di prova +q su di essa viene ad agire una forza, la la forza elettrica , il cui modulo è dato da
La carica +q prende a muoversi a causa del campo elettrico generato da +Q.
Qual è, invece, la sorgente del campo magnetico?
Non consideriamo per ora i magneti permanenti, ossia le calamite, le studieremo più avanti.
La sorgente del campo magnetico è sempre la carica elettrica, però solo se è in movimento.
→ Una carica elettrica Q in movimento genera un campo magnetico.
L’elemento sorgente del campo magnetico non è solo la carica Q, ma QV, carica per la sua velocità.
La carica +Q è in moto a velocità V. Quella tratteggiata è una linea di campo magnetico. Notate che essa è una linea chiusa. Quelle del campo elettrico non sono chiuse. Più avanti capiremo perché.
→ Le linee di campo magnetico sono linee chiuse.
Per una carica ferma, la perturbazione che origina nello spazio attorno a se, la rappresentiamo con il vettore campo elettrico E. Per una carica in movimento utilizziamo il vettore induzione magnetica B. Esso è un vettore proporzionale al campo magnetico H.
Scriviamo i moduli di e e di B per la nostra carica elettrica Q
Tra le due relazioni ci sono delle similitudini. Le differenze sono che al posto di 1/εo in E, troviamo μo (permeabilità magnetica) in B e al posto di Q, c’è Q V.
Abbiamo scoperto chi genera il campo magnetico, dobbiamo vedere chi subisce l’azione del campo magnetico.
E’ sempre la carica elettrica, ma, anche in questo caso solo se è in movimento.
Se abbiamo una carica elettrica ferma, essa genera un campo elettrico. Se in questo campo poniamo una carica di prova +q, questa subisce una forza, la forza elettrica.
Se la carica Q è in moto a velocità V genera un campo magnetico. Se in questo campo poniamo una carica q in moto essa è soggetta ad una forza che chiamiamo forza di Lorentz (che studieremo in dettaglio la prossima lezione). Il modulo di questa forza è
Da dove sbuca fuori il campo magnetico terrestre? Ora siamo n grado di capirne una delle cause. Dentro la Terra ci sono tante cariche elettriche e la Terra non è ferma, quindi abbiamo tante cariche in movimento.
Prossima lezione Forza su una carica in moto in un campo magnetico