Riassunto lezione 11

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1 Riassunto lezione 11 Forza di Coloumb attrattiva o repulsiva F A B = 1 4 π ϵ 0 q A q B r 2 Consideriamo effetto di una carica sola campo elettrico: E Q = F Qq q = 1 4 π ϵ 0 Q r 2 ^u A B Come si rappresenta? Linee di campo 1

2 Riassunto lezione 11 Forza di Columb conservativa: energia potenziale elettrostatica U (r) = 1 Q q 4 π ϵ 0 r = L r Consideriamo effetto di una carica sola potenziale elettrico: V (r) = U (r) q = 1 Q 4 π ϵ 0 r Le cariche positive si muovono da potenziale maggiore a potenziale minore Le cariche negative, il contrario + - V A V B con V A > V B 2

3 Riassunto lezione 12 Cariche in movimento creano corrente: legata a d.d.p da legge di Ohm. d.d. p. = V A V B = R I La corrente può essere usata per caricare o scaricare un condensatore, a seconda della sua capacità: C = Q Δ V L carica = C V 2 Le cariche che passano su una resistenza creano una dissipazione di potenza per effetto Joule; questa potenza può dare origine a calore: 2 P = R I 2 3

4 Obiettivi lezione 13 Imparare il magnetismo e il suo legame con l elettrodinamica Cos è la magnetizzazione Campo magnetico Legge di Biot-Savart e legge di Laplace Forza di Lorentz Teorema di Ampère Induzione elettromagneti 4

5 Lezione 13 Magnetismo Magnetismo: capacità di alcuni materiali di attrarre sostanze ferrose e di trasmettere questa capacità ad altri materiali. Fenomeno macroscopico: non si manifesta a livello atomico (come l elettrizzazione) Fenomeno specifico: si tratta di attrarre metalli come il ferro (e non tra 2 qualsiasi materiali) Spiegazione microscopica: per l elettrizzazione era il dis- Equilibrio tra cariche. Per il magnetismo? 5

6 Lezione 13 Magnetismo Linee di campo < Campo magnetico: B 6

7 Lezione 13 Magnetizzazione Un corpo è magnetizzato quando presenta proprietà magnetiche (capacità di attarre ferro) Magneti permamenti: non perdono mai le proprietà magnetiche (calamite del frigo, Geomag). Sono detti ferromagnetici Magneti temporanei: diventano magnetici solo sotto l influsso di un altro campo magnetico (acciaio Inox, alluminio, ossigeno). Sono detti paramagnetici Magneti temporanei inversi: diventano magnetici sotto l influsso di un altro campo magnetico e producono un campo magnetico opposto (acqua, oro argento). Sono detti diamagnetici Sono tutti dipoli: linee di campo chiuse (da nord a sud) 7

8 Lezione 13 Legge di Laplace Problema stranissimo soluzione ancora più strana. Si iniziò a capire studiando la corrente. Un filo percorso da corrente inserito in un campo magnetico uniforme è soggetto a una forza, che varia in base alla direzione della corrente L F = I L B 8

9 Lezione 13 Forza di Lorentz Spiegato da forza di Lorentz: una carica in moto inserita in un campo magnetico uniforme è soggetto a una forza F = q v B Problemi: campo magnetico ed elettrico Problemi: moto circolare sotto azione di forza di Lorentz 9

10 Lezione 13 Legge di Biot-Savart Due fili rettilinei infiniti, percorsi da corrente, subiscono una forza reciproca. Tale forza è repulsiva se le correnti scorrono nello stesso verso, attrattiva in caso contrario. Succede perché un filo percorso da corrente crea un campo magnetico, con linee di campo concentriche. Il verso delle linee è dato dalla legge della mano destra F F B = μ o I 2 π r B si misura in T (tesla) Simile a μ 0 = 1, H /m permeabilità magnetica del vuoto 10

11 Lezione 13 Teorema di Ampère Generalizzazione della legge di Biot-Savart: qual è il campo magnetico generato da tanti fili? Se si immagina di chiudere i fili con una linea circolare chiusa: B = μ 0 j 2 π R I j Simile a 11

12 Lezione 13 Campo magnetico di una spira Abbiamo visto che la corrente genera un campo elettrico: nel caso di una corrente circolare? B = μ 0 I 2 R Vale nelle immediate vicinanze. Ma allora se un atomo è circondato da elettroni in movimento circolare, allora ogni atomo ha il proprio campo magnetico! Si spiega ferromagnetismo, diamagnetismo, paramegnetismo. Attenzione: campo indotto e campo creato hanno relazione lineare solo nei paramagnetici e diamagnetici 12

13 Lezione 13 Ciclo di isteresi 13

14 Lezione 13 Induzione elettromagnetica Abbiamo visto che una corrente (cioè un campo elettrico variabile) genera un campo magnetico? Ma sarà vero anche il contrario, cioè che un campo magnetico variabile genera corrente? Sì, per la legge di Faraday Neumann Lenz: ΔV = d. d. p. = Δ Φ( B) Δ t 14