Magnetismo ed elettromagnetismo
Il magnetismo è un particolare stato fisico dei materiali ferrosi i quali presentano proprietà di attrazione e repulsione reciproca; in sostanza un magnete o una sostanza
magnetizzata influenza la parte di spazio circostante mediante una forza che fa sentire i propri effetti ad altre sostanze magnetiche o magnetizzabili presenti in questo spazio; questa porzione
di spazio influenzato dalla sostanza magnetica si chiama campo magnetico.
Un magnete, per quanto possa dividerlo in due parte, possiede sempre due poli : Nord e sud ; il campo magnetico creato dal magnete è rappresentato da
linee di forze che escono dal polo Nord ed entrano nel polo sud; Il campo magnetico è rappresentato dal vettore H tangente alle linee di forza.
elettromagnetismo
Quando un conduttore elettrico è percorso da corrente genera un campo magnetico H nello spazio circostante; se il conduttore è rettilineo il vettore campo magnetico
H= I/2πd , tangente alle linee di forza, giace sul piano ad esso perpendicolare ed ha il verso di una vite destrorsa che avanza nel senso di scorrimento della corrente; in
tale formula d è la distanza dal conduttore del punto su cui si calcola il campo H .
Nel caso di una spira circolare perrcorsa da corrente il campo elettromagnetico H generato, misurato in un punto posto nell'asse della spira, è pari a I.r2/2.radq((r2.d2)3).
Nel caso di un solenoide (più spire successive disposte in serie) il campo H ha verso prevalente lungo l'asse del solenoide e vale N.I/l e viene
misurato in amperspire/metri .
il campo magnetico nei materiali
I materiali immersi in un campo magnetico subiscono l'effetto dell' induzione magnetica ; l'induzione magnetica B è un vettore
che ha lo stesso verso del campo magnetico H ed è funzione di H ; esso è misurato in Weber/m2 .
I materiali , relativamente al loro comportamento magnetico, vengono divisi in tre categorie:
- Sostanze diamagnetiche;
- sostanze paramagnetiche;
- sostanze ferromagnetiche;
Per le prime vale la relazione : B=μ.H dove μ ha valore di poco minore dell'unità; per le seconde vale la relazione : B=μ.H dove μ ha valore di poco superiore all'unità; per le terze vale la relazione B=f(H) che rappresenta la curva di magnetizzazione riportata in fig.1.
Alla prima magnetizzazione la sostanza ferromagnetica, al crescere di H segue la curva o-a fino a
raggiungere la saturazione; raggiunto il punto a al crescere di H , B rimane costante
fino al punto b ed oltre.
Se il campo H decresce B decresce seguendo la curva b - a- c - d - e .
Il punto c rappresenta il valore di magnetizzazione residua ed il punto d rappresenta il valore che bisogna dare ad H per ridurre a zero la magnetizzazione residua (campo coercitivo).
Raggiunto il punto e , diminuendo ancora il campo H la magnetizzazione rimane costante fino al punto
f ed oltre.
Aumentando il campo il valore di B aumenta nuovamente passando per i punti f - e - g - a chiudendo il ciclo
di isteresi.
Il flusso magnetico
Il flusso magnetico Φ=B.S è il prodotto tra il valore dell' Induzione magnetica, che esprime il numero delle linee di induzione di un certo campo, e l'area perpendicolare a tali linee.
Legge di Hopkinson
Il circuito magnetico è un percorso preferenziale per le linee di flusso prodotte da un solenoide o da un elemento magnetico.
La legge di Hopkinson, che equivale alla legge di Hom afferma che la forza magneto-motrice è uguale alla somma delle riluttanze dei vari elementi del circuito moltiplicata per il flusso di
induzione magnetica; poichè la f.m.m. è uguale ad N.I cioè al numero delle spire per la corrente possiamo scrivere :
N.I = Φ.ΣRil dove Ril =l/ μ.S è espressa in
Henri -1.
Leggi di Faraday-Neumann e legge di Lenz
In una spira od in un avvolgimento di conduttore immerso in un campo magnetico variabile si crea una f.e.m direttamente proporzionale alla variazione
del flusso concatenato (1a legge di Faraday-Neumann) ; inveramente proporzionale al tempo di variazione del flusso (2a legge di Faraday-Neumann) ; tale f.e.m ha un verso tale da opporsi coi suoi effetti alla causa che l'ha generata (legge di Lenz ).
Tali leggi possono essere espresse in sintesi dalla formula: e=-dΦ/dt .
se gli avolgimenti sono N la formula diventa e=-N.dΦ/dt .
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