Embedded Files
DEFINIZIONE DEL VETTORE INDUZIONE MAGNETICA B
Questa grandezza fisica descrive il magnetismo nel generico punto dello spazio, che è dovuto a due contributi:
alle sorgenti magnetiche poste nello spazio circostante (vettore H)
al materiale che occupa il punto. (una sorgente magnetica esterna innesca in alcuni materiali fenomeni di moltiplicazione degli effetti magnetici, per questo si parla di induzione. Inoltre il fenomeno è complesso, non lineare; ad es. all'aumentare dell'intensità della sorgente magnetica non è detto che B aumenti proporzionalmente e ad un certo valore non aumenta più)
Direzione e verso di B
Direzione e verso di B
Il vettore induzione magnetica B ha come direzione quella dell'ago esploratore e come verso il suo nord.
Come per tutti i campi vettoriali, il vettore B in un punto generico ha direzione tangente alla linea di forza che passa per il punto.
Le linee di forza del campo di induzione B hanno la proprietà di richiudersi sui due poli dello stesso magnete, mentre nel caso elettrico le linee di forza sono aperte ( non ritornano sulla stessa carica da cui hanno avuto origine)
Intensità di B
Intensità di B
Si ricorre alla legge di Lorentz: un conduttore, di lunghezza L, percorso da corrente i, e sottoposto a fenomeni magnetici subisce una forza meccanica F misurabile. Succede che la forza F è sempre perpendicolare al piano formato dal conduttore e da B e, se il conduttore è perpendicolare a B, risulta: F=B*L*i
da cui si calcola l'intensità B=F/L*i che si misura in Tesla [T], in onore di Nikola Tesla (serbo 1856 – 1943), un genio del magnetismo. La forza F dipende dal prodotto vettoriale tra i e B.
Si definisce spira un conduttore che, richiudendosi, intercetta una superficie; può essere aperta o chiusa.
Consideriamo una spira rettangolare ed indeformabile che può ruotare attorno ad un suo asse, percorsa da una corrente I: due conduttori sono paralleli all'asse mentre gli altri due sono perpendicolari.
Immergiamo la spira in un campo magnetico uniforme, perpendicolare all'asse.
Sui conduttori perpendicolari all'asse si generano due forze uguali e opposte che non producono effetti.
Sui 2 conduttori paralleli all'asse si generano due forze, che producono una coppia che fa ruotare la spira.
Ruotando, il braccio della coppia risulta sempre più piccolo finchè, quando B risulta perpendicolare alla superficie della spira, il braccio della coppia è nullo. Se, per inerzia, la spira continua a ruotare si genera una coppia opposta che riporta la spira nella posizione con coppia motrice nulla. Tra le due posizioni perpendicolari solo una è stabile.
Per alimentare la spira rotante occorrono due contatti striscianti, le spazzole: un pezzetto di grafite, materiale conduttore in contatto con un polo dell'alimentazione, viene spinto da una molla su un anello saldato alla spira.
Servirebbero due spazzole e due anelli. In pratica l'anello è uno solo, detto collettore, ma diviso in due semicirconferenze. Infatti, affinche' la rotazione continui, bisogna invertire il verso della corrente in modo che la coppia agisca sempre nello stesso verso.
Infine se si dispone di più spire, o gruppi di spire, distribuite spazialmente su tutto l'angolo giro, la rotazione avrà una maggiore regolarità: ogni gruppo ha due contatti riservati sul collettore e viene alimentato solo per un breve intervallo di tempo, quando la sua coppia è massima.
Approfondimento: Prodotto vettoriale tra due vettori
Approfondimento: Prodotto vettoriale tra due vettori
V=V1 X V2 con la lettera X maiuscola indichiamo l'operazione prodotto vettoriale (i vettori sono indicati in grassetto):
Il risultato è un vettore V che ha:
direzione perpendicolare al piano formato da V1 e V2
verso secondo la regola della mano destra: pollice V1 (la corrente I), indice V2 (B), medio V (la forza F).
intensità V1*V2*sen α, con α angolo tra i due vettori.
Quindi F = IxB con I vettore caratterizzato da:
direzione e verso della corrente
intensità il prodotto tra la corrente e la lunghezza del conduttore
E' importante tener presente che:
a causa del contributo di sen α, se B e il conduttore sono paralleli, F è nulla, mentre se sono perpendicolari F è massima.
la forza F non compie lavoro sulle cariche che si spostano lungo il conduttore essendo le direzioni sempre perpendicolari
Google Sites
Report abuse