Elettrotecnica/Campo magnetico: differenze tra le versioni
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== Campo magnetico ==
L'esperienza insegna che lo spazio nelle vicinanze di un conduttore percorso da corrente è sempre sede di un particolare campo di forze che prende nome di '''[[:w:campo magnetico|campo magnetico]]''': al punto tale, anzi, che corrente elettrica e campo magnetico appaiono come due grandezze tutt'affatto indivisibili nel senso che la ove circola una corrente elettrica è reperibile nello spazio un campo magnetico.<br />
Di più, può per via sperimentale mettersi in luce un complesso di qualità caratteristiche del campo che può così riassumersi:<br />
-la configurazione del campo magnetico è determinata unicamente dalla forma dei circuiti attraversati da corrente,<br />
-può ottenersi per mezzo di un solenoide rettilineo sufficientemente lungo rispetto al suo diametro un campo
-un campo magnetico generato da un magnete permanente non èp in nulla distinguibile da quello generato dalle correnti elettriche.<br />
È ora possibile definire una grandezza che appare caratteristica di un campo magnetico, nel senso che essa è capace di determinarlo perfettamente una volta nota in ogni suo punto.<br />
Per orientare la mente pensiamo di disporre di un campo magnetico uniforme quale quello, ad esempio, che può essere generato da un solenoide. Si abbia anche a disposizione un apparecchio capace di indicare la presenza di un campo magnetico. Sappiamo che un apparecchio di questo genere può essere costituito da un semplice ago magnetico cui sia lasciata la possibilità di ruotare rispetto ad un asse verticale passante per il baricentro. La posizione di un simile ago, normalmente definita dal campo magnetico terrestre, varierà in presenza di un campo magnetico in conseguenza dell'azione deflettrice che quest'ultimo
Se ad un simile
In presenza di campi magnetici l'ago devierà dalla sua posizione normale di
Inseriamo ora nell'interno del nostro solenoide, il magnetoscopio con l'ago in direzione, ad
Variamo ora in ogni possibile modo '''le caratteristiche del
Regolato ogni volta il valore della corrente in modo che il magnetoscopio subisca la stessa deviazione angolare, eseguiamo per ognuno dei casi sperimentati il rapporto <math>\ {N i\over l}</math>.<br />
Ove: N è il numero di spire del solenoide;<br />
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Può infatti elaborarsi unba teoria dei magneti permanenti che fa risalire il campo magnetico da essi generato alle correnti molecolari presenti nell'interno del magnete; teoria sulla quale sorvoliamo per necessità.<br />
Dobbiamo ora parlare più approfonditamente dei concatenamenti esistenti tra campi elettrici <br />
e campi magnetici.Limitandoci ora ai rapporti di tipo qualitativo, che esista un concatenamento tra campo elettrico e campo magnetico è gia
Prendiamo un condensatore piano carico. Il dielettrico del condensatore è allora sede di un campo elettrico uniforme. Immaginiamo ora di collegare con un circuito metallico le armature del condensatore; fluisce allora nel circuito metallico una corrente la quale perdura per tutto il tempo per il quale esiste ancora un campo elettrico tra le armature del condensatore. Il fluire della corrente coincide con l'insorgere attorno al conduttore di un campo magnetico, il quale perdura fin tanto che perdura la corrente o, che è lo stesso, fintantoché un campo elettrico permane tra le armature del condensatore.<br />
I concatenamenti
Lo studio dei fenomeni d'induzione fu portato a
Già Oersted aveva messo in evidenza il fatto che una corrente
Una esperienza fondamentale ai fini del
I mezzi per variare il campo magnetico che, generato dalla bobina primaria, interessa o come si dice si concatena con la bobina secondaria sono molteplici.Può intanto variarsi il campo generato dalla bobina primaria variando la corrente che la percorre.<br />
Sempre mantenendo inalterata la posizione reciproca delle due
Può infine, ruotando o
A qualsiasi di queste operazioni si ricorra si noterà che durante la '''variazione''' di concatenamento, ai capi della bobina secondaria il voltmetro subisce una deviazione. Ed anzi si finirà presto per riconoscere che
::::::::<math>\ A_v=\int_{}^{}v\ dt</math><br />
che si manifesta ai capi della bobina secondaria in corrispondenza della variazione di concatenamento
Per definire analiticamente l'impulso '''A<sub>v</sub>''' si disponga ora di un solenoide nell'interno del quale si generi un campo magnetico uniforme in cui la forza magnetica sia '''H'''; e si alloghi nell'interno del solenoide una bobinetta esploratrice di numero di spire '''N''';e sia '''S<sub>1</sub>''' la sezione del fascio di linee di forza magnetica abbracciata dalla sezione '''S<sub>2</sub>''' delle spire della bobina indotta. La bobina secondaria sia chiusa su di un [[:w:galvanometro balistico|galvanometro balistico]], che, come è noto,è lo strumento tipico per la misura di impulsi di tensione.<br />
Si vari ora con qualsiasi mezzo il campo magnetico che si concatena con la bobina rivelatrice. Si
::::::<math>\int_{}^{}v\ dt=\mu SNH</math><br />
'''μ''' prende il nome di [[:w:Permeabilità magnetica|permeabilità magnetica]] assoluta ed è una caratteristica del mezzo.<br /><br />
Alla quantità '''μSH''' relativa ad una sola spira si da il nome di [[:w:flusso magnetico|flusso magnetico]] '''(Φ<sup>I</sup>)''' mentre alla quantità '''NΦ<sup>I</sup>=Φ''' si da il nome di flusso magnetico totale.<br />
Risulta allora:<br />
::::::::<math>\ A_v=\int_{}^{}v\ dt=\Phi=\mu SNH</math><br />
o anche<br />
::::::::<math>\ V={d\over dt}\int_{}^{}v\ dt=\mu NS{dH\over dt}={d\Phi\over dt}</math><br />
ossia la ''
Quanto al verso di questa tensione, per chi guarda nella direzione e verso del campo e veda il flusso diminuire, la '''f.e.m.''' ha verso orario e viceversa. Ciò che impone con le convenzioni in uso di premettere alla derivata del flusso un segno meno. In definitiva è:<br />
::::::::<math>\ V=-{d \Phi \over dt}</math>.
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