Campo Magnetico

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Testo

Campo Magnetico

Obiettivi
Lo scopo di questa prova, e’ quello di osservare la presenza di un campo magnetico attraverso un apposito strumento in grado di rivelarlo; individuare le linee formate dallo stesso campo, ed infine dimostrare che un campo elettrico, genera un campo magnetico.

Riferimenti teorici
Saranno richiamati ora dei concetti teorici che abbiamo usato nello svolgimento di questa esperienza. La definizione fondamentale, e’ quella di campo magnetico. Ossia ,quella regione dello spazio che risente dell’influenza di un magnete , ed in cui un ago magnetico, chiamato rivelatore, subisce dei cambiamenti. Ogni punto di un campo magnetico è definito da un’intenisità, che misura il valore della grandezza generatrice del campo in quel punto. Il campo magnetico è a sua volta un campo vettoriale ed è definito tramite le linee di campo, tangenti in ogni loro punto ai vettori del campo in quel punto.
Il Campo magnetico terrestre ,e’ invece generato dalla Terra e rilevato tramite un ago magnetico. In qualsiasi punto della Terra questo ago indica il Nord in direzione prossima al Polo Nord geografico. L’origine di questo campo è stata studiata da W. Gilbert, e da K.F. Gauss il quale dimostrò che essa non dipende da agenti esterni alla Terra; tuttavia ancora oggi la questione non è del tutto chiarita. Si è scoperto, inoltre, che essa subisce variazioni nel tempo tra cui l’ inversione di campo magnetico, che si è ripetuta più volte con periodi di milioni di anni.
Tra le tante regole, per convenzione e praticita’ , e’ stata scelta quella della mano destra , secondo la quale orientando la mano destra in modo che, le dita si chiudano nel verso in cui circola la corrente elettrica (dal polo positivo a quello negativo), e il pollice indichi la direzione del campo magnetico ,generato da un campo elettrico.

Materiale
- Bussola di precisione approssimativa
- 2 Magneti
- Limatura di ferro
- Solenoide
- Spira
- Resistenza e lampadina
- Generatore di tensione e cavi elettrici

Caratteristiche e utilizzo degli strumenti
Gli strumenti utilizzati sono stati:
la bussola ,con la quale potevamo verificare la direzione e il verso del campo magnetico, semplicemente avvicinandola alla fonte generatrice del campo;
la limatura di ferro , che aveva lo stesso scopo ma che non ci ha pero’ permesso di conoscere il verso.

Procedimento
Questa prova e’ stata lo svolgimento di quattro fasi:
1) in questa prima fase si e’ semplicemente osservato che poli opposti di due magneti si attraggono e viceversa, riflettendo sul fatto che l’ago magnetico ha quindi il suo Polo Nord indicante il Polo Sud magnetico che coincide con il Polo Nord geografico;
2)in seguito , su di un foglio di carta, posto sopra un magnete, abbiamo cosparso limatura di ferro notando cosi’ che questa si dispone orientativamente secondo le linee di campo generate dal magnete , e il fatto che esse siano chiuse, a differenza di quelle prodotte da un campo elettrico.
3)si e’ voluto verificare come un campo elettrico genera un campo magnetico, basandoci sul fatto che la bussola è un rivelatore di campo magnetico. Abbiamo percio’ improntato un circuito elettrico semplice, costituito da un generatore, una resistenza e dei cavi per i collegamenti. Una volta avvicinata la bussola al filo percorso da corrente, troppo alta rispetto alla resistenza troppo bassa, quest ‘ ultima si e’fusa prima che potessimo osservare la variazione di orientamento dell’ago. Allo stesso modo abbiamo sostituito la resistenza con una lampadina. Inizialmente non abbiamo notato nussun cambiamento, e aumentando la ddp fornita dal generatore, nella speranza di produrre un campo magnetico di maggiore intensità, abbiamo fuso anche la lampadina;
4) si e’deciso percio’ di sostituire questo circuito con uno analogo costituito però da un solenoide. Spostando la bussola intorno ad esso mentre era percorso da corrente potevamo notare che l’ago si orientava secondo le linee di campo che avevamo immaginato secondo l’esperimento precedente. Esse infatti entravano dalla parte del solenoide collegata al polo positivo del generatore, uscivano dall’altra e poi si ricongiungevano. Non abbiamo potuto verificare l’effetto tridimensionale del campo magnetico, anche se abbiamo notato la sua specularità rispetto all’asse del solenoide. Analogamente abbiamo proceduto con una spira che ci ha condotto alle stesse conclusioni.

Conclusioni
Anche se in maniera molto approssimata siamo riusciti a vedere che esiste un campo magnetico generato da un magnete che modifica la zona circostante e influenza il rivelatore adeguato. Inoltre abbiamo verificato che un campo elettrico genera un campo magnetico identico a quello generato da un magnete. Nonostante il senso comune indica come polo Nord Terrestre il luogo indicato dal polo nord dell’ago magnetico, questo è in realtà il Polo Sud magnetico, per la prima delle leggi verificate: poli opposti si attraggono e viceversa.
C’è da sottolineare che la nostra è stata una prova solamente qualitativa, in cui non abbiamo tenuto conto dell’intensità del campo magnetico e di altri particolari poco rilevanti.

Esempio