Campo magnetico all'interno di un solenoide: calcolo e formula

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Descrizione del campo magnetico generato da un solenoide (3 pagine formato doc)

CAMPO MAGNETICO ALL'INTERNO DI UN SOLENOIDE: CALCOLO E FORMULA

La corrente che attraversa il solenoide (che una specie di bobina) genera un campo magnetico.
Possiamo sezionare il filo e,grazie ad un ago magnetico come esploratore, determinare le linee di forza di tale campo.

All'interno del solenoide il campo magnetico è uniforme (come all'interno del condensatore nel caso del campo elettrico). Se il solenoide è molto lungo,il campo magnetico al suo esterno è piuttosto debole ed approssimabile a zero.
Le linee di campo vanno da Nord a Sud esternamente e da Sud a Nord (come nella calamita) all'interno del solenoide.
Determino l'espressione del campo magnetico.
In base alle linee di campo scelgo di prendere come percorso chiuso dove applicare la definizione di circuitazione e successivamente il teorema di ampere , il rettangolo ABCD, dove AB indica la lunghezza del solenoide e è parallelo alle linee di campo.
Con questa particolare scelta del percorso si ottiene che l'angolo α tra le linee di campo e il percorso è sempre costante e facilmente determinabile.

Tesina di maturità sull'elettromagnetismo


CAMPO MAGNETICO GENERATO DA UN SOLENOIDE

Uso la definizione di circuitazione. *α è l'angolo compreso tra il lato del rettangolo esterno al solenoide e le linee di campo. Se fuori il campo magnetico è particolarmente debole e dunque B tende a 0, tutto il contributo è da considerarsi tendente a 0 e dunque trascurabile.
Si ottiene quindi  Confronto tale definizione con il teorema di Ampere
Da cui      dove con l abbiamo indicato la lunghezza del segmento AB che per scelta coincideva con la lunghezza del solenoide stesso.
Nel vuoto il campo elettrico è massimo e diminuisce di intensità introducendo un dielettrico; invece il campo magnetico può essere o intensificato e diminuito aggiungendo dentro il solenoide rispettivamente o un materiale ferromagnetico e paramagnetico oppure diamagnetico.

Campo elettrico e campo magnetico: tesina di fisica


CALCOLO CAMPO MAGNETICO SOLENOIDE

Le sostanze si suddividono in diamagnetiche, paramagnetiche e ferromagnetiche a seconda che μr sia minore di 1, maggiore di 1 o molto maggiore di 1
Gli effetti dovuti alla presenza di campo magnetico dipendono, oltre che dal valore del campo, anche dalla natura del mezzo entro il quale il campo si sviluppa. Rispetto al loro comportamento nei confronti dei campi magnetici, le sostanze si possono classificare in :
diamagnetiche pure : sono così chiamate perché presentano solo diamagnetismo (proprietà riconducibile alla precessione di Larmor degli elettroni nel campo magnetico, comune a tutte le sostanze).

L'induzione elettromagnetica, appunti


CAMPO MAGNETICO GENERATO DA UNA BOBINA

Il diamagnetismo è indipendente dallo stato fisico del mezzo, tali sostanze si magnetizzano solo in presenza di un campo magnetico esterno assumendo una polarità opposta a quella del campo esterno. Per tale motivo, in un campo magnetico non omogeneo, agisce su di un corpo diamagnetico una forza che cerca di spingerlo fuori dal campo magnetico, mentre in un campo magnetico omogeneo la presenza di un corpo diamagnetico produce la deformazione delle linee di campo rappresentata in figura. Sono sostanze diamagnetiche i gas nobili, l'azoto, l'idrogeno, la grafite, l'oro, la salgemma e l'acqua.