Cos'è l'induzione magnetica

In questo articolo cercheremo di capire cos'è l'induzione magnetica, come è correlata a un campo magnetico, cosa ha a che fare l'induzione magnetica con la corrente e come influisce sulla corrente. Ricordiamo le regole di base che determinano la direzione delle linee di induzione e noteremo anche alcune formule che aiuteranno a risolvere i problemi della magnetostatica.

La forza caratteristica del campo magnetico in un punto selezionato nello spazio è l'induzione magnetica B. Questa quantità vettoriale determina la forza con cui il campo magnetico agisce su una particella carica che si muove al suo interno. Se la carica della particella è q, la sua velocità è v e l'induzione del campo magnetico in un dato punto nello spazio è B, allora una forza agisce sulla particella in quel punto dal lato del campo magnetico:

Pertanto, B è un vettore la cui grandezza e direzione sono tali che la forza di Lorentz che agisce su una carica in movimento sul lato del campo magnetico è uguale a:

Qui, alfa è l'angolo tra il vettore di velocità e il vettore di induzione magnetica. Il vettore forza di Lorentz F è perpendicolare al vettore velocità e al vettore induzione magnetica.La sua direzione è determinata per il caso del moto di una particella caricata positivamente in un campo magnetico uniforme regola della mano sinistra:

«Se la mano sinistra è posizionata in modo che il vettore di induzione magnetica entri nel palmo e quattro dita tese sono dirette nella direzione del movimento della particella caricata positivamente, allora il pollice, piegato a 90 gradi, mostrerà la direzione del Forza di Lorentz.»

Poiché la corrente nel conduttore è il movimento di particelle cariche, l'induzione magnetica può anche essere definita come il rapporto tra il momento meccanico massimo che agisce sul telaio con un campo magnetico uniforme e il prodotto della corrente nel telaio per l'area di il telaio:

L'induzione magnetica è una caratteristica fondamentale di un campo magnetico, simile all'intensità di un campo elettrico... Nel sistema SI, l'induzione magnetica è misurata in tesla (T), nel sistema CGS in gauss (G). 1 tesla = 10.000 gauss. 1 T è l'induzione di tale campo magnetico uniforme in cui un momento meccanico rotante massimo di forze pari a 1 N • m agisce su un telaio di area 1 m2 attraversato da una corrente di 1 A.

A proposito, l'induzione del campo magnetico terrestre a una latitudine di 50 ° è in media di 0,00005 T, e all'equatore - 0,000031 T. Il vettore di induzione magnetica è sempre diretto tangenzialmente alla linea del campo magnetico.

La spira posta in un campo magnetico uniforme è attraversata dal flusso magnetico Ф, — il flusso del vettore di induzione magnetica. L'entità del flusso magnetico F dipende dalla direzione del vettore di induzione magnetica rispetto al contorno, dalla sua grandezza e dall'area del contorno attraversata dalle linee di induzione magnetica.Se il vettore B è perpendicolare all'area della spira, allora il flusso magnetico F che penetra nella spira sarà massimo.

Il termine stesso induzione deriva dal latino "induction", che significa "guida" (ad esempio suggerire un pensiero, cioè provocare un pensiero). Sinonimi: orientamento, background, educazione. Da non confondere con il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.

Il filo sotto tensione ha intorno ad esso campo magnetico… Il campo magnetico di una corrente elettrica fu scoperto nel 1820 dal fisico danese Hans Christian Oersted. Per determinare la direzione delle linee di forza dell'induzione del campo magnetico B della corrente elettrica I che scorre lungo un filo rettilineo, utilizzare la vite di destra o la regola cardanica:

«Il senso di rotazione dell'impugnatura del gimbal indica la direzione delle linee di induzione magnetica B, e il movimento progressivo del gimbal corrisponde alla direzione della corrente nel conduttore.»

In questo caso, il valore dell'induzione magnetica B a una distanza R da un conduttore con una corrente I può essere trovato dalla formula:

dove è la costante magnetica:

Se le righe di intensità del campo elettrostatico E, partendo da cariche positive, terminano con quelle negative, allora le righe di induzione magnetica B sono sempre chiuse. A differenza delle cariche elettriche, le cariche magnetiche che creerebbero poli come le cariche elettriche non sono state trovate in natura.

Ora poche parole sui magneti permanenti… All'inizio del XIX secolo, il ricercatore e fisico naturale francese André-Marie Ampere propose un'ipotesi sulle correnti molecolari. Secondo Ampere, il movimento degli elettroni attorno ai nuclei atomici genera correnti elementari, che a loro volta creano campi magnetici elementari intorno a loro.E se un pezzo di ferromagnete viene posto in un campo magnetico esterno, allora questi magneti microscopici si orienteranno nel campo esterno e il pezzo di ferromagnete diventerà un magnete.

Sostanze ad alto valore di magnetizzazione residua, come la lega neodimio-ferro-boro, consentono oggi di ottenere potenti magneti permanenti. I magneti al neodimio non perdono più dell'1-2% della loro magnetizzazione in 10 anni. Ma possono essere facilmente smagnetizzati riscaldando a una temperatura di + 70 ° C o più.

Speriamo che questo articolo ti abbia aiutato a farti un'idea generale di cosa sia l'induzione magnetica e da dove provenga.