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Linee di campo
In fisica, le linee magnetiche sono le linee che rappresentano graficamente il corso di un campo magnetico e quindi la forza e le proprietà di un magnete. Rendono visibili le rispettive linee del campo magnetico durante una carica di prova e sono registrate schematicamente. Più forte è il rispettivo campo magnetico, più vicine saranno le linee di campo. Questa forza nell’ambito dell’intensità di campo viene definita forza H.
Quando Michael Faraday (1791-1867) esaminò l'effetto della forza dei magneti cilindrici, introdusse anche le linee di campo con il termine campo magnetico. Le cosiddette immagini delle linee di campo sono modelli puramente illustrativi per descrivere meglio le proprietà dei campi magnetici di ogni tipo. Sono anche rilevanti quando si considera l'effetto della forza di un qualsiasi magnete.
Le differenze tra linee di campo magnetico ed elettrico
In fisica, viene fatta una distinzione tra due diversi tipi di linee di campo:
- Linee di campo elettrico che hanno origine da un punto su un corpo carico. Questi sono lineari nello spazio. Iniziano con un corpo carico positivamente e finiscono con un oggetto carico negativamente.
- Linee di campo magnetiche: questi assumono sempre un polo nord magnetico. Sono autonomi, quindi non hanno né inizio né fine.
Il modello di linea di campo elettrico quindi disegna immagini di linea, mentre il modello di linea di campo magnetico descrive cerchi magnetici.
Come corrono le linee di campo con un magnete?
Le linee del campo magnetico sono generalmente verticali e circolari dal polo nord a sud di un magnete. La rispettiva direzione, cioè la rotta, è quindi chiaramente specificata. Se metti un ago della bussola nel campo di un magnete, questa punterà sempre verso il Polo Nord. In questo modo, i due poli di un magnete possono anche essere determinati rapidamente.
Un'altra caratteristica speciale è che le linee non finiscono sul polo sud, ma attraversano l'intero corpo fino al polo nord magnetico. Questo perché non c'è un’origine e nessuna fonte per queste forze magnetiche. Fisicamente, ciò significa che le linee di campo non mostrano alcuna carica positiva o negativa, come con le cariche elettriche. Nel caso delle linee di campo di un oggetto caricato elettricamente, ad esempio una bobina, le forze migrano da una sorgente in una direzione lineare. La densità delle linee del campo magnetico rappresenta la forza del magnete.
Perché le linee di campo non possono intersecarsi?
Le linee di campo sono sempre linee chiuse senza fine e inizio. Questo perché il campo magnetico, che è matematicamente descritto dall'equazione di Maxwell, è un cosiddetto campo di vortice. Corrono sempre fianco a fianco in parallelo. Ciò è chiaramente definito dalla direzione della forza verso un polo nord magnetico.
Diversi tipi di magneti disegnano immagini di linee di campo diverse?
Il corso delle linee di campo è indipendente dai diversi tipi di magneti. Fluiscono sempre in un anello dal nord al polo sud e attraverso il materiale. La posizione dei poli è importante per le diverse forme e le rispettive immagini delle linee di campo. I poli di queste linee di campo magnetico sono diversi:
- Magneti ad anello
- Magneti cilindrici
- Magneti a disco
- Magnete a ferro di cavallo
La disposizione dei poli modifica graficamente le immagini della linea di campo. Ciò significa che la forza del magnete può anche essere utilizzata in modo diverso.