ELETTROTECNICA. Il magnetismo. Livello 12. Andrea Ros sdb

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1 ELETTROTECNICA Livello 12 Il magnetismo Andrea Ros sdb

2 Livello 12 Il magnetismo

3 Sezione 1 Massa magnetica La magnetite è un minerale di ferro esistente in natura che ha la proprietà di attirare il ferro (magnetismo). Pezzi di acciaio strofinati contro la magnetite acquistano anch essi questa proprietà, ossia si calamitano. 2

4 Se si tuffa una calamita nella limatura di ferro si vede che questa aderisce solo nei punti estremi, che chiamiamo poli della calamita. Continuando a suddividere si scopre che mentre è possibile separare cariche elettriche + e -, non è possibile separare i poli N e S, perché sono una caratteristica del singolo atomo. Sospendendo una calamita ad un filo essa forma una bussola, e uno dei due poli si dirige verso il Polo Nord della terra. Chiamiamo allora questo polo della calamita N (nord) e l altro S (sud). Poli dello stesso tipo si respingono, poli diversi si attraggono. Dividendo una calamita in due parti si ottengono due altre calamite più piccole di poli N e S. 3

5 Sezione 2 Campo magnetico Il campo magnetico è lo spazio nel quale una calamita fa sentire la sua influenza. In ogni suo punto un pezzetto di limatura di ferro viene attirato dai due poli con una certa forza, detta magnetomotrice, che si misura in A/m (ampere al metro) e viene indicata col simbolo H. Se la massa di prova potesse spostarsi liberamente andrebbe dal polo nord al polo sud seguendo una delle linee di forza. Le linee di forza si infittiscono dove il campo è più intenso, ma non si incrociano mai tra di loro. 4

6 Anche la Terra è circondata da un campo magnetico, e infatti l ago della bussola si orienta seguendo le linee di forza, e indicando quindi il polo Nord magnetico della Terra. I poli magnetici della Terra non coincidono esattamente con i poli geografici, ossia i punti per i quali passa l immaginario asse di rotazione terrestre. Inoltre i poli magnetici variano di posizione nel tempo, perché dipendono dagli spostamenti delle masse fuse all interno del nucleo terrestre. Tra l asse di rotazione e quello magnetico attualmente c è uno scostamento di

7 Sezione 3 Induzione magnetica All interno del ferro le linee di forza del campo magnetico si addensano: è come se trovassero più facile passare per il ferro che per l aria. L induzione nel ferro allora può essere definita come un campo magnetico nell aria divenuto molto più forte a causa della presenza del ferro. Se mettiamo un oggetto di ferro all interno di un campo magnetico, o se lo avviciniamo a una calamita, esso si magnetizza e alle sue estremità si formano due poli N e S, finché la calamita non viene allontanata. Questo fenomeno prende il nome di induzione magnetica e l oggetto di ferro si dice magnetizzato per induzione. Questo nuovo campo magnetico, detto induzione magnetica, si indica con il simbolo B e si misura in tesla (T). 6

8 Sezione 4 Flusso magnetico Si chiama flusso magnetico Φ attraverso una superficie S l insieme di tutte le linee di forza che la attraversano. Se l inclinazione della superficie rispetto alle linee di forza diminuisce, anche il flusso diminuisce. Il flusso si misura in weber (Wb) e può essere calcolato come Φ =B S dove B è l induzione magnetica (misurata in tesla) e S la superficie (misurata in metri quadrati). 7

9 Sezione 5 Permeabilità magnetica Il rapporto tra l induzione magnetica e il campo magnetico è dato da: B =μ H la lettera greca mu, detta permeabilità magnetica, dice di quante volte il materiale ferromagnetico aumenta il campo magnetico H. Come per i condensatori, abbiamo una permeabilità magnetica del vuoto: μ0 = 1, H/m e la permeabilità di un qualsiasi materiale viene definita in rapporto ad essa con la permeabilità relativa μr : μ = μr μ0 Nella tabella che segue è possibile trovare i valori della permeabilità relativa di alcuni materiali: 8

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