Il flusso del campo magnetico

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2 Il flusso del campo magnetico Il flusso del campo magnetico attraverso una superficie si definisce in modo analogo al flusso del campo elettrico. ( B) BScos Con α angolo compreso tra B e S. L unità di misura è il weber (Wb)

3 Il flusso del campo magnetico Ricordiamo il flusso del campo elettrico: ( E) ES L unità di misura era N m 2 /C. Per il teorema di Gauss si otteneva: ( E) Q

4 Teorema di Gauss per il magnetismo Si dimostra che il flusso del campo magnetico attraverso una qualunque superficie chiusa è uguale a zero. Per il campo elettrico il flusso era direttamente proporzionale alla carica contenuta nella superficie, ma mentre esistono cariche magnetiche isolate, non esistono monopoli magnetici, per questo motivo il flusso è nullo, perché si ha sempre un ugual quantità di poli nord e sud.

5 dimostrazione Caso semplice di un filo rettilineo: il campo magnetico è è sempre perpendicolare alla superficie, quindi per la formula ( B) BScos 0 Essendo il cos90 =0

6 Le proprietà magnetiche dei materiali Esistono materiali come il ferro e il nichel che sono attratti in maniera intensa da un magnete. Le sostanze che si comportano in questo modo sono dette ferromagnetiche. Se utilizziamo magneti ordinari si ha l impressione che le sostanze non ferromagnetiche non risentano della presenza di un campo magnetico.

7 Le proprietà magnetiche dei materiali In realtà in laboratorio dove si ottengono campi magnetici molto intensi, si possono osservare comportamenti diversi per acqua, argento e rame che vengono respinti oppure aria e alluminio che vengono attratti. Le sostanze che vengono respinte sono dette diamagnetiche Le sostanze che vengono attratte sono chiamate paramagnetiche

8 Le proprietà magnetiche dei materiali Già Ampere aveva ipotizzato che il comportamento dei magneti fosse dovuto all effetto di microcorrenti elettriche che fluiscono all interno, ma non aveva idea di come fossero generate. Oggi sappiamo che all interno degli atomi ci sono delle correnti elementari dovute al movimento degli elettroni attorno al nucleo.

9 Le proprietà magnetiche dei materiali Consideriamo un cilindro di ferro 1. In condizioni normali i singoli atomi sono orientati a caso, quindi B è nullo 2. In presenza di un campo magnetico esterno gli atomi, percorsi da corrente si orientano e generano un campo diverso da zero. Si sovrappongono così le microcorrenti di tutti gli atomi che diventa un unica corrente che circola nel cilindro.

10 Le proprietà magnetiche dei materiali In questo modo il campo magnetico si misura come somma del campo magnetico esterno e del campo magnetico dovuto alla presenza della materia ( nel nostro caso ferro) B= B esterno +B materia

11 Ferro- para- dia- magnetiche Ferromagnetiche: Possono avere il campo magnetico dovuto alla materia più intenso di quello esterno, per questo la somma è molto potente Paramagnetiche: hanno un campo magnetico debole, quindi il campo magnetico totale è poco maggiore di quello esterno Diamagnetiche: hanno un campo magnetico quasi nullo, perché al loro interno gli effetti dovuti ai singoli elettroni si annullano. Un campo magnetico esterno disturba questo equilibrio e genera un campo magnetico debole e di verso opposto. Quindi il B totale è inferiore al B esterno.

12 La magnetizzazione permanente Avviene per i materiali ferromagnetici. Essi sottoposti per molto tempo ad un campo magnetico esterno mantengono la magnetizzazione e danno origine ad una calamita artificiale. Per gli altri materiali ciò non accade perché momenti magnetici interni sono poco intensi e una volta rimosso il campo magnetico esterno si ritorna alla condizione di partenza.

13 Temperatura di Curie Per smagnetizzare un materiale ferromagnetico basta riscaldarlo sopra una certa temperatura caratteristica di ogni sostanza. Al di sopra della temperatura di Curie ogni materiale ferromagnetico diviene paramagnetico e perde la propria magnetizzazione.

14 problema Un circuito con la superficie di 4 cm 2 è immerso in campo magnetico di 0,002 T. calcola il flusso di B nel caso in cui il campo sia perpendicolare al circuito e nel caso in cui formi con esso un angolo di 45. ( B) BS cos ,002 cos90 0Wb ( B) BS cos ,002 cos Wb

15 problema Una lamina rettangolare i cui lati misurano 6,5 cm e 8,4cm è immersa in un campo magnetico, il cui flusso vale 6, Wb, l angolo formato è 42. Calcola B. ( B) 6, B S cos 6, , ,74 1, T

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