Fisica

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Origini e forza magnetica

La forza magnetica

Di: Baccari Marta, Destradis Martina. Matarrelli Micaela, Perrucci Martina, Spina Claudia

Forza tra correnti e l'esperienza di Ampère

Eperienze di Oersted e Faraday

Interazione magnetica ed elettrica

Il campo magnetico

I poli magnetici

Origini e forza magnetica

Argomenti:

Nell'attuale Turchia, gli antichi Greci scoprirono un minerale in grado di attirare con una forza invisibile gli oggetti di ferro.La magnetite, come viene chiamato il minerale , e la sua forza magnetica isirarono numerosi racconti, ma divennero oggetto di indagine scientifica solamente a partire dal Medioevo.Nel 1269 Pierre de Maricourt scrisse il primo trattato sui fenomeni magnetici, descrivendo numerosi esperimenti da lui realizzati per esplorare la natura esclusiva del magnetismo.

Scienza di origine medievali

A segnare il vero inizio della fisica dei fenomeni magnetici è il trattato De magnete de filosofo William Gilbert.Tra i suoi esperimenti, un posto speciale occupano quelli con un magnete a forma di sfera, da lui chiamato terrella, dal latino piccola Terra.Utilizzanzo un ago magnetico imperniato a un asse a spostandolo lungo la superficie della terrella, Gilbert osservò le sue proprietà magnetiche e dimostrò che esse corrispondevano a quelle della grande calamita: la Terra.

Il magnete Terra

La magnetite è un magnete naturale, cioè ha la proprietà di attirare oggetti di ferro.-in condizioni normali, un chiodo non attira oggetti di ferro, ma acquista questa proprietà se è messo a contatto con un pezzo di magnetite.-così magnetizzato, il chiodo attira per esempio, delle graffette di aggiaio; a contatto con il chiodo le graffette a loro volta si magnetizzano e ne attirano altre.Si chiamano sostanze ferromagnetiche i materiali che possono essere magnetizzati, come ad esempio: ferro, nichel ecc...

La forza magnetica e le linee del campo magnetico

Non è noto quando l'uomo cominciò a utilizzare i fenomeni megnetici per orientarsi sulla Terra .Secondo dei documenti, alcuni marinai stranieri facevano già uso da tempo di un ago magnetico per orientarsi in mare.

Le origini della bussola

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I poli magnetici

due poli nord o due poli sud, uno di fronte all'altro si respingonoun polo nord e un polo sud, vicini tra loro, si attraggono

L'estremità dell'ago magnetico che punta verso Nord si chiama polo nord, mentre l'altra estremità si chiama polo sud. Ogni magnete ha un polo nord e uno sud.

Le forze tra poli magnetici

Un ago magnetico, è libero di muoversi attorno al suo centro, ruota fino a disporsi nella direzione Sud-Nord: ciò dimostra che anche la Terra è un magnete, i cui poli interagiscono con quelli degli altri magneti. Il polo nord del magnete Terra è nella zona del Polo Sud geografico. Quindi gli aghi delle bussole non puntano esattamente verso il Polo Nord geografico, ma verso una zona a esso vicina, chiamata polo nord magnetico.

I poli magnetici terrestri

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Il campo magnetico

In un mezzo il campo può modificarsi a seconda del tipo di materiale e della sua permeabilità magnetica relativa. L’elettromagnete L’applicazione più nota dei materiali ferromagnetici è l’elettromagnete o elettrocalamita. E’ costituito da un cilindro di materiale ferromagnetico, intorno al quale è avvolta una bobina.Al passaggio di corrente nella bobina si genera un campo magnetico, intensificato grazie alla presenza del materiale ferromagnetico.Quando la corrente si interrompe, il cilindro si smagnetizza e il campo torna praticamente nullo.

Il campo nella materia dipende dalle caratteristiche della materia stessa

Il campo magnetico nella materia

verso: va dal polo sud al polo nord del magnete

direzione: è data dalla retta che unisce i poli del magnete prova

Con un magnete prova, cioè un piccolo ago magnetico che genera un campo debole, se lo si pone in un punto del campo, si può notare che ruoterà intorno al proprio centro fino a fermarsi

Ogni magnete esercita forze sui poli di un secondo magnete. Un magnete genera un campo magnetico nello spazio che lo circonda.Il campo magnetico, è descritto da un vettore.

Il campo magnetico

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Interazione magnetica ed elettrica

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Eperienze di Oersted e Faraday

Confrontando il campo elettrico con il campo magnetico, notiamo delle analogie:- entrambi sono campi vettoriali che descrivono gli effetti di una forza- le linee di campo elettrico hanno origine dalle cariche positive e convergono in quelle negative, e anche le linee di campo magnetico escono dai Poli nord ed entrano nei Poli Sud magnetici.

Campo elettrico e magnetico

Non è possibile suddividere un magnete per ottenere un polo nord isolato o un polo sud isolato, poiché se dividiamo un magnete in due parti ciascuno dei frammenti ha un polo nord e uno sud. Suddividendo ciascuno dei due frammenti in quattro parti otteniamo 8 magneti ciascuno con due poli.

Campo elettrico e magnetico

Nel 1820 il fisico Oersted scoprì un legame tra corrente elettrica e campo magnetico, e negli anni successivi diversi scienziati confermarono l'esistenza di questo legame. Oersted dispose nella direzione sud-nord, al di sopra di un ago magnetico, un filo elettrico collegato a una batteria: quando nel filo passava corrente, l’ago ruotava, disponendosi perpendicolarmente al filo. Questa esperienza mette in luce che un filo percorso da corrente genera un campo magnetico. Il campo magnetico del filo agisce sull’ago facendolo ruotare fino ad una nuova posizione di equilibrio.

Esperimento di Oersted

Spargendo della limatura di ferro su un cartoncino, bucato da un filo conduttore rettilineo perpendicolare a esso, notiamo come sono fatte le linee del campo magnetico prodotte quando il filo è percorso da corrente. In un piano perpendicolare al filo, le linee del campo magnetico sono circonferenze concentriche. Il verso delle linee del campo magnetico si ottiene puntando il pollice della mano destra nel verso della corrente.

L’esperienza di Faraday

Spargendo della limatura di ferro su un cartoncino, bucato da un filo conduttore rettilineo perpendicolare a esso, notiamo come sono fatte le linee del campo magnetico prodotte quando il filo è percorso da corrente. In un piano perpendicolare al filo, le linee del campo magnetico sono circonferenze concentriche. Il verso delle linee del campo magnetico si ottiene puntando il pollice della mano destra nel verso della corrente.

Le linee del campo magnetico di un filo percorso da corrente

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Forza tra correnti e l'esperienza di Ampère

la forza che agisce su un tratto di lunghezza di ciascuno dei due fili è direttamente proporzionale alla lunghezza e alle due intensità delle due correnti che circolano; la forza che agisce su un tratto di lunghezza di ciascuno dei due fili è inversamente proporzionale alla distanza tra i due fili.

Due fili rettilinei e paralleli si attraggono se sono percorsi da corrente nello stesso verso e che si respingono se conducono correnti elettriche che hanno versi opposti.

L'esperienza di Ampère

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successiva

Esiste una relazione tra la corrente elettrica e il campo magnetico la corrente elettrica genera un campo magnetico ed è soggetta ad una forza magnetica.Due fili percorsi da corrente possono esercitare una forza l’uno sull’altro.Ciascun filo genera un campo magnetico e subisce la forza creata dal campo dell’altro filo.

Le forze tra correnti