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A partire dall'esperienza di Oersted, alcuni scienziati tra cui Ampere e Faraday evidenziarono, grazie ad alcuni esperimenti, l’effettiva esistenza delle CORRENTI INDOTTE (correnti elettriche generate da un campo magnetico).

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"L'amore per me è elettricità
Sto immergendomi nella corrente.."

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Rkomi - Insuperabile - Sanremo 2022 live (video completo)

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Gli esperimenti dimostrano che l’origine della corrente
indotta in un circuito è sempre riconducibile alla variazione
del numero delle linee di forza di B. Il flusso è proprio la grandezza fisica legata al numero di linee di campo che attraversano una superficie.

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Che cos'è il flusso del campo magnetico?

Il flusso del campo magnetico è una grandezza direttamente collegata con il numero netto di linee di campo che escono ed entrano attraverso una certa superficie S.

Definizione di flusso del campo magnetico

In particolare detta B l'intensità del campo magnetico e ΔS un elemento di superficie di S, si definisce flusso del campo magnetico Φ(B) attraverso S la somma di tutti i prodotti scalari tra il campo magnetico B i che agisce sull'elemento i-esimo in cui è stata suddivisa la superficie per il vettore superficie collegato all'elemento di superficie i-esimo.

Il vettore superficie è connesso al vettore normale a esso e va scelto orientato come la faccia positiva della superficie:

L' unità di misura del flusso del campo magnetico nel Sistema Internazionale è il weber [Wb] pari al prodotto di Tesla per m ².

Flusso del campo magnetico attraverso una superficie piana

Il flusso del campo magnetico attraverso una superficie piana immersa all'interno di una regione dello spazio in cui è presente un campo magnetico uniforme di intensità B è pari al prodotto dell'intensità del campo B per la superficie totale S per il coseno dell'angolo tra campo magnetico e vettore normale alla superficie.

Φ sp (B) = B∙ S ∙ cosα

Si ha dunque flusso nullo quando il campo magnetico è parallelo alla superficie, cioè quando le linee di campo formano un angolo retto con il vettore normale alla superficie (cos90 = 0) e quindi nessuna di esse attraversa la superficie stessa (caso c della figura sotto).

Si avrà flusso massimo quando le linee di campo magnetico sono perpendicolari alla superficie e quindi parallele al vettore normale alla superficie (cos 0 = 1). In questo caso si osserva il massimo numero di linee di campo attraversare la superficie (caso a).

Flusso del campo magnetico attraverso una superficie chiusa

Ci chiediamo adesso quanto valga il flusso del campo magnetico calcolato attraverso una superficie chiusa ovvero una superficie priva di bordo come ad esempio la superficie di una sfera.

Una proprietà molto importante delle linee del campo magnetico è quella di essere chiuse cioè il fatto che si originano sempre nel polo nord di un magnete convergendo verso il polo sud. Inoltre i due poli sono indivisibili cioè non esiste il monopolo magnetico.

Se immaginiamo di immergere una superficie chiusa S all'interno di un campo magnetico e di volerne calcolare il flusso del campo magnetico attraverso di essa, giungiamo a conclusione che il numero di linee entranti nella superficie è sicuramente uguale a quello delle linee uscente determinando dunque un flusso netto nullo.

Dunque si può stabilire che il flusso del campo magnetico attraverso una qualsiasi superficie chiusa è pari a zero.

Questa proprietà fondamentale del campo magnetico rappresenta il teorema di Gauss per il magnetismo che poi sarà introdotta da Maxwell nelle sue famose quattro equazioni che descrivono tutto l'elettromagnetismo.

Significato fisico del teorema di gauss per il magnetismo

Il significato fisico del teorema di Gauss sta nel fatto che le linee di campo magnetico sono sempre linee chiuse, si originano nel polo nord di un magnete e convergono verso il polo sud. Non è inoltre possibile separare tra di loro i due poli cioè non è possibile realizzare un monopolo magnetico.

Il fatto che le linee di campo siano chiuse determina la proprietà del campo magnetico di essere un campo non conservativo a differenza del campo elettrostatico che invece lo è.

Esempio

Una spira quadrata di lato pari a 1 cm è posta all'interno di un solenoide lungo 10 cm e composto da 200 avvolgimenti.

Sapendo che la corrente che scorre all'interno del solenoide vale 1,5 A e che il piano della spira forma un angolo di 45° con l'asse del solenoide, determinare il flusso del campo magnetico attraverso la superficie della spira.

Svolgimento dell'esempio

Il problema chiede di particolare quanto vale il flusso del campo magnetico attraverso la superficie racchiusa da una spira quadrata di lato l = 1 cm quando questa si trova completamente immersa in un campo magnetico, in particolare quello generato da un solenoide che risulta essere uniforme al suo interno.

Il flusso del campo magnetico attraverso una superficie piana immersa all'interno di una regione dello spazio in cui è presente un campo magnetico uniforme di intensità B è pari al prodotto dell'intensità del campo B per la superficie totale S per il coseno dell'angolo tra campo magnetico e vettore normale alla superficie.

Φ sp (B) = B∙ S ∙ cosα

L'intensità del campo magnetico all'interno del solenoide è pari a:

in cui N è il numero di avvolgimenti con cui è realizzato il solenoide, i l'intensità di corrente che vi scorre ed L la lunghezza del solenoide.

Per cui avremo:

Pertanto il flusso del campo magnetico attraverso la superficie della spira vale 2,66 ∙ 10⁻⁷ Wb.

Link correlati:

Quanto vale l'intensità del campo magnetico?

Che cosa è la permeabilità magnetica?

Esercizio svolto sul flusso del campo magnetico

Spiegazione dell'esperimento di Faraday

Studia con noi

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Il flusso del campo magnetico è una grandezza direttamente collegata con il numero netto di linee di campo che escono ed entrano attraverso una certa superficie S.

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Maxwell aveva raggruppato ed esteso le leggi dell'elettricità e del magnetismo già note nella metà del XIX secolo.

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Questa sintesi rende evidenti le relazioni tra campo elettrico e campo magnetico, dimostrando che essi sono due manifestazioni della stessa entità, il campo elettromagnetico.

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Se il verso non fosse negativo, il B indotto generato dalla corrente indotta si sommerebbe a quello della calamita, aumentando il flusso. Questo farebbe aumentare l'intensità andando incontro ad un circolo senza limite che va contro il principio di conservazione dell'energia.

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Selezionando la pechblenda, la scienziata polacca scoprì gli elementi radioattivi del radio e del polonio, ignorando la pericolosità di questi materiali.

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Comportamento di un elemento radioattivo messo in un crogiolo a contatto con due armature di un condensatore e una lastra fotografica.

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"Se mi guardi così si fermano anche le onde
e i raggi gamma non saranno così, così, così
non saranno più un dramma.."

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Legge di decadimento radioattivo

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c=299.792,458 km/s

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"Insegnami a fluire come le onde
che si infrangono continuamente in fondo al dolce niente"

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"Einstein che mi dice tutto è relativo
il tuo punto fermo non è alcun motivo.."

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Francesco Gabbani - Einstein (E=mc²) - (Official Music Video)

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CORRENTI PARASSITE usate nelle cucine a induzione

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CORRENTI PARASSITE usate nelle cucine a induzione

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Correnti di Foucault : correnti indotte originate nei conduttori metallici. Hanno resistenza piccola e intensità grande, assorbono energia e la dissipano come calore nella massa metallica.

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Il circuito induttore e quello indotto coincidono. Questo fenomeno si misura con il coefficiente di autoinduzione o induttanza.

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i poli magnetici sono .. indivisibili.

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FISICA Tappabuchi#6 - LE EQUAZIONI DI MAXWELL - LIVELLO EASY, PRO e HARDCORE

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il suo valore dipende soltanto dalla forma e dalle dimensioni del circuito infatti l’induttanza è particolarmente elevato nei solenoidi. L'unità di misura è l'HENRY.

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Trasforma l’energia meccanica in energia elettrica, generando una corrente alternata. Può essere schematizzato come una spira che ruota in un campo magnetico
B uniforme con velocità angolare costante ω intorno ad un asse di rotazione r.

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contengono un solenoide nel caso ideale di resistenza nulla(R=0). L’induttanza determina una f.e.m. autoindotta che, per la legge di Lenz ostacola l’incremento della corrente.

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è alimentato con corrente alternata da una forza elettromotrice in cui sono inserite in serie rispetto al generatore una resistenza R,
un’induttanza L ed un condensatore di capacità C

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è presente solo una resistenza R posta in serie con un alternatore.

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è costituito da un condensatore in serie con l’alternatore. Se fosse alimentato da una corrente continua la corrente passerebbe solo durante la carica del condensatore ma grazie alla variazione di polarità la corrente alternata continua a fluire in quanto anche sulle armature si ha una continua inversione di polarità con successivi processi di carica e scarica.

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Le radiazioni ionizzanti prodotte dai raggi X dissociano le molecole e, se queste appartengono a cellule di organismi viventi, producono lesioni cellulari. Per questo, i raggi X sono usati nella terapia di alcuni tipi di tumori e in diagnostica medica per ottenere radiografie. Queste sono rese possibili dal fatto che i tessuti li assorbono più o meno intensamente a seconda della loro composizione.

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Quanto più v si avvicina a c, tanto più il tempo si dilata perché il limite tende a infinito, ANDAMENTO ASINTOTICO.
Se invece v è molto minore di c ritorniamo al caso della meccanica classica.

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IL PARADOSSO EPR spiegato semplicemente | Entanglement quantistico

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Non è possibile misurare contemporaneamente e con esattezza le proprietà che definiscono lo stato di una particella. Quanto più si è precisi su una misurazione, tanto più l'altra sarà imrecisa.

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Tutti ne hanno sentito parlare ma forse solo pochi sanno spiegare il cosiddetto paradosso di Schrödinger, che per illustrare i limiti della meccanica quantistica ha chiamato in causa un gatto, che nello stesso momento è sia vivo che morto. Ecco la storia del famoso paradosso.

C’è un gatto del quale tanti parlano, ma di cui probabilmente solo pochi conoscono la storia. Si tratta del gatto di Schrödinger, fisico austriaco vincitore del Nobel per la fisica nel 1933, che in realtà non possedeva un gatto, ma lo ha invece reso protagonista di un esperimento mentale che è stato battezzato “paradosso del gatto di Schrödinger”.

L’esperimento di Schrödinger

Schrödinger ha immaginato appunto un gatto dentro una scatola sigillata e, insieme al gatto, un meccanismo che, nell'arco di tempo in cui il gatto sta nella scatola - ovvero un’ora - può scattare e causare il rilascio di un veleno (letale per il gatto) oppure no, con uguale probabilità. Non importa cosa possa fare scattare il meccanismo, si sa solo che la probabilità che succeda è pari al 50 per cento, tanto quanto quella che non succeda.

L’indeterminazione

Chi osserva la scatola dal di fuori non sa cosa succede al suo interno e quindi, dopo un'ora, non è in grado di dire se il gatto sia vivo o morto: al massimo può dire quale è la probabilità di ciascuna delle due situazioni, ovvero il 50 per cento per ognuna. Siamo quindi in una condizione di indeterminazione nella quale non si conosce la sorte del gatto. Ovviamente, per sciogliere il dubbio, l’unica cosa da fare è aprire la scatola e guardare dentro: nel farlo l'indeterminazione viene meno e si acquisisce una certezza circa lo stato del gatto. Fin qui niente di strano.

Se però si adotta un punto di vista diverso e alquanto bizzarro, le cose cambiano: poiché non è dato sapere se il gatto dentro la scatola è vivo o è morto allora, per non arrendersi del tutto alla propria ignoranza, è lecito dire che il gatto è contemporaneamente vivo e morto, con la stessa probabilità. E proprio questo è l’assunto alla base del paradosso di Schrödinger. Ovviamente, fino a che si parla di un gatto è chiaro che l'idea di considerarlo come vivo e morto nello stesso tempo non ha alcun senso. Quando però si parla delle particelle di cui sono fatti gli atomi - cioè gli elettroni, i protoni - allora l'idea strampalata di pensare che si possano trovare nello stesso istante in tanti stati diversi si rivela quella vincente per spiegare i fenomeni che le coinvolgono.

Gli effetti quantistici portati nel mondo macroscopico

Il paradosso del gatto di Schrodinger consiste quindi nel fatto di riproporre queste strane idee che funzionano molto bene per le particelle atomiche (il mondo microscopico), a oggetti o creature del nostro mondo ordinario (il mondo macroscopico). Parlare di gatti che possono essere vivi e morti allo stesso tempo è certamente paradossale, però si tratta per l'appunto di un paragone fatto apposta per evidenziare la stranezza del comportamento delle particelle atomiche: se un gatto si comportasse come loro allora si potrebbe considerarlo vivo e morto nello stesso tempo. In realtà le strane regole delle particelle atomiche non valgono per i gatti e per tutti gli oggetti del mondo che ci sta intorno, e quindi il paradosso del gatto di Schrödinger è solo un modo colorito per far capire che il mondo degli atomi è davvero un altro mondo dove succedono cose molto diverse.

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Il Paradosso del Gatto di Schrödinger: la spiegazione | Purina

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Conosci l'origine e la storia del paradosso del gatto di Schrödinger? Scopri la spiegazione di questo bizzarro esperimento ideato nel 1935!