Campi e forze magnetiche — Fisica, 14–17 anni
I magneti e le correnti elettriche possono esercitare forze senza contatto. Un campo magnetico mostra dove agiscono questi effetti, e l'effetto motore spiega come un filo percorso da corrente possa muoversi in un campo.
Un campo e l'effetto motore
Un campo magnetico è una regione in cui un magnete o una carica in movimento può sentire una forza magnetica. Quando una corrente passa in un filo dentro un campo, il filo può essere spinto di lato. La forza è massima quando filo e campo sono perpendicolari, e la direzione dipende da entrambi.
Perché furono introdotti i campi
I magneti sembravano agire attraverso lo spazio vuoto, quindi l'idea di forze solo per contatto era incompleta. Il concetto di campo assegna intensità e direzione a ogni punto dello spazio, permettendo di prevedere cosa succederà prima di mettervi un filo o un magnete. Gli esperimenti con bussole e correnti rivelarono il legame tra elettricità e magnetismo.
La forza su un filo
Un filo lungo 0,20 m porta 3,0 A ad angolo retto in un campo magnetico di 0,50 T. Si usa F = BIL. Quindi F = 0,50 × 3,0 × 0,20 = 0,30 N. Se il filo fosse parallelo al campo, l'angolo annullerebbe questa forza laterale invece di darle il valore massimo.
L'errore più comune
È facile pensare che ogni filo percorso da corrente venga spinto da un magnete. La condizione è più precisa: il filo deve trovarsi in un campo magnetico e, se è parallelo al campo, non compare alcuna forza laterale. L'errore è comprensibile perché corrente e magnete sono presenti, ma la direzione conta quanto il valore.
Dove si usa
Un motore elettrico usa questa forza su bobine percorse da corrente per trasformare energia elettrica in rotazione. Gli altoparlanti usano una bobina mobile simile per far vibrare un cono e produrre suono. I motori richiedono anche sistemi che mantengano la rotazione, quindi un filo in un campo è solo il punto di partenza.
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