Vettore induzione magnetica e flusso
Il campo magnetico e’ una regione dello spazio ove sussistono azioni meccaniche e fenomeni di induzione di natura magnetica.
Per capire devi anche sapere
Forza agente su un conduttore percorso da corrente
Nel 1820 circa Oersted osservo’ che un ago magnetico avvertiva la presenza di un campo magnetico in vicinanza di un circuito percorso da corrente.
Disponendo delle particelle minutissime di ferro su un piano normale ad un filo percorso da corrente, si può osservare che esse si dispongono secondo linee di forza chiuse, dette linee di induzione, concatenate con lo stesso filo.
Grazie a Maxwell e’ possibile determinare il verso delle linee di forza con la semplice regola del cavatappi. Infatti immaginando di avvitare un cavatappi in modo da farlo avanzare nel verso della corrente, il verso delle linee di forza, e quindi la direzione del campo magnetico, coincide con il verso di avvitamento.
Si consideri un conduttore di lunghezza l, percorso da una corrente I e immerso in un campo magnetico prodotto da un altro conduttore o da un magnete permanente. Il conduttore considerato sarà sottoposto ad una forza che può essere sperimentalmente determinabile in laboratorio pari a:
F=B l I sena
Questa forza, la cui direzione è sempre normale al piano determinato dalla direzione della corrente e quella delle linee di induzione, è:
proporzionale al seno dell’angolo tra la direzione della corrente e la direzione delle linee di induzione;
proporzionale all’intensità della corrente I;
proporzionale alla lunghezza l del conduttore;
secondo un fattore B che viene denominato induzione magnetica.
Per a=90 e quindi sena=1 si ha il massimo valore di F .
(Ricordando che W(watt) = Nm/s =VI (Volt x Ampere) e quindi
N=Ws/m = VAs/m dove s=secondo e m=metro e N=Newton)
F N Ws Vs
B = ------ = ------ = --------- = ------
I
l
Am Am2
m2
Quanto detto consente di definire B come un vettore di modulo F/Il avente come direzione e verso quelli delle linee di forza.
Flusso di induzione magnetica
Poiché di ogni vettore è possibile determinare il flusso attraverso una superficie, si definisce flusso di induzione magnetica:
F=B S cosa
dove a è l’angolo tra la normale alla superficie e la direzione di B.
L’unità di misura del flusso è il weber (Wb) definito come:
Vs
F
= ------- m2
= Vs = Wb
m2
la definizione del weber consente di ridefinire l’unità di misura dell’induzione come:
Vs Wb
B= ------- = ------ = T
(Tesla)
m2
m2
Da quanto detto B può anche essere visto come vettore densità del flusso magnetico : B=F / S