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In un campo magnetico dove viene esercitata una forza su un conduttore percorso da corrente, ogni particella carica che si muove in un campo magnetico subisce una forza perchè la corrente è costituita da cariche in movimento. Questa forza è la forza di Lorentz, così chiamata dal nome del fisico olandese Hendrik Antoon Lorentz che vinse il premio Nobel per la fisica nel 1902.

Per calcolare l'intensità della forza di Lorentz partiamo dalla forza esercitata su un tratto di filo di lunghezza l percorso da una corrente i : F = B x l x i

Una particella con carica q che si muove in quel tratto di filo produce una corrente dalla sua intensità di carica fratto l'unità di tempo : i = q/t

Se la particella si muove con velocità uniforme v e percorre un tratto l in un tempo t  allora la  corrente diventa : i = q x v / l

Così l'intensità della forza di Lorentz diventa: F = q x v x B

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Attorno al 1820, i fisici francesi Jean-Baptiste Biot e Félix Savart svolsero numerosi studi e riuscirono a formulare legge di Biot-Savart la quale serve a determinare il campo magnetico B prodotto in un punto dello spazio da un filo rettilineo percorso da corrente elettrica.

Consideriamo un filo rettilineo, percorso da corrente di intensità i e lo poniamo in un punto p nello spazio, posto ad una distanza r dal filo.

Modulo dato dalla seguente formula B=μ0/2π x i/r

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Km = µ0 /2π

µ0 è una costante detta Permeabilità magnetica del vuoto il quale valore è = 4π x 10-7 N/A^2

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Relazione tra corrente elettrica e campo magnetico.

Perchè una corrente elettrica

1. Genera un campo magnetico

2. Subisce una forza magnetica

Andrè Marie Ampère verifica questo fenomeno analizzando

Due fili rettilinei e paralleli si attraggono se sono percorsi da correnti nello stesso verso

Invece due fili rettilinei e paralleli si respingono se conducono correnti elettriche di versi opposti

Il valore della forza che agisce su un tratto lungo l, di uno dei due fili è direttamente proporzionale alle due correnti che circolano e inversamente proporzionale alla distanza d tra i fili.

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Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente

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Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente

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Forma delle linee del campo magnetico prodotto da un filo rettilineo.

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Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente

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Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente

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Verso delle linee di campo e del campo magnetico stesso.

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Nel 1820 il fisico danese Hand Christian Oersted scoprì il legame tra i fenomeni elettrici e magnetici.

Egli scoprì che una corrente elettrica provocava una diversa orientazione di un ago magnetico posto nelle vicinance del filo, l'ago ruotava tendendo a disporsi perperdicolarmente al filo stesso.

Un filo percorso da corrente genera un campo magnetico

Prendendo un pian perpendicolare al filo percorso dalla corrente possiamo notare che le linee di campo del campo magnetico sono circonferenze concentriche al filo.

Il verso delle linee di campo si ottiene puntando il pollice nel senso della corrente, le altre dita si chiudoni nel verso del campo.

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Il fisico inglese Michael Faraday scoprì che un filo percorso da corrente, in un campo magnetico subisce una forza.

Prendiamo un filo metallico in un campo magnetico in direzione perpendicolare alle linee di campo.

Facendo passare corrente nel filo possiamo notare che su di esso agisce una forza, la quale è perpendicolare sia al filo che alle linee del campo magnetico.

Il verso della forza magnetica è dato dalla regola della mano destra e mettiamo :

1. Il pollice della mano desta nel verso della corrente

2. Le altre dita nel senso delle linee di campo magnetico

3. Il verso della forza è quello che esce dal palmo della mano