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Oersted
Il fisico danese Hans Christian Oersted nel 1820 riconobbe l’effetto magnetico della corrente elettrica. Con lui è nata pertanto una nuova unità di misura, ovvero l’unità Oersted, che viene oggi utilizzata per la misurazione die campi magnetici (unità H). Oersted è conosciuto con l’abbreviazione Oe.
Sfondo storico
La scoperta dello scienziato di Copenaghen ha chiarito l'effetto della corrente elettrica su un campo magnetico. Ha quindi dato un grande contributo allo studio del magnetismo, ma non è stato il primo fisico a stabilire una connessione tra elettricità e magnetismo. Tuttavia, le precedenti scoperte di altri fisici sono state dimenticate.
Ancora oggi, le forze magnetiche ed elettriche non sono del tutto chiare. Il merito del significato o la spiegazione della connessione tra queste due forze per applicazioni moderne ed elettrotecniche è stato attribuito ad Hans Christian Oersted. Tuttavia, la relazione tra magnetismo ed elettricità non fu completamente descritta fino al 1864, con l’arrivo di Maxwell e le sue ben note equazioni. Queste equazioni costituiscono ancora oggi la pietra miliare dell'elettrodinamica.
La tentative d'Oersted
Fino alla scoperta rivoluzionaria di Oersted, il magnetismo e l'elettricità erano a malapena associati. Se si tiene in considerazione il suo primo tentativo, da una parte molto semplice, non si può fare a meno di ritenerlo il padre dell’ingegneria elettrica.
Stiamo parlando dell’esperimento della bussola, dove un ago è montato parallelamente a un filo conduttore. Allo stato naturale, si allinea nel solito modo in base al campo magnetico terrestre, cioè al polo nord magnetico. Quando la fonte di alimentazione viene accesa e l'alimentazione viene successivamente aumentata, l'ago della bussola si sposta ed è finalmente a livello con il conduttore, non più a nord-sud, ma in direzione est-ovest. Se la corrente viene nuovamente allontanata, l'ago della bussola torna nella sua posizione iniziale originale.
Da questo esperimento, Oersted potè dedurre che la corrente elettrica esercitava un effetto magnetico sull’ago della bussola, ovvero che il conduttore era in un certo qual modo circondato da una sorta di campo: il campo magnetico. Anche la direzione del flusso di corrente giocava un ruolo importante. Nell’invertire l’ago della bussola nella direzione opposta, egli notò che il campo magnetico prendeva anch’esso un’altra direzione.
L’unità di misura Oersted e la sua derivazione in fisica
La più rinomata unità di misura Tesla non è necessaria, come è stato spesso erroneamente ipotizzato, alla misurazione di un campo magnetico; quello che importa è la densità del flusso magnetico (unità B). Nel vuoto, una densità di flusso magnetico di un Tesla, corrisponde ad un campo magnetico di 10000 untità Oersted. Pertanto, un campo magnetico proveniente da un’Oersted è di gran lunga più debole.
Come misura o unità per l'intensità del campo magnetico l’Oersted rientra nel sistema cgs. Questo sistema è composto dalle unità fisiche di base grammi (g), centimetro (cm), secondi (s), candela, mol, kelvin (K) e ampere (A), un sistema quasi in disuso oggi:
Il motivo è il sistema SI generalmente più riconosciuto. In questo, l'unità base non è grammi e centimetri ma chilogrammi (kg) e metri (m). L'intensità del campo magnetico viene misurata nel sistema SI non con l’Oersted, ma in A / m. Sfortunatamente, un oersted nel sistema SI non può essere convertito senza problemi. Per definizione, una densità di flusso magnetico di 0,1 mT corrisponde a un campo magnetico di una oersted (nel vuoto).
L'unità Tesla, tuttavia, è un'unità SI. Viene utilizzata per fornire il campo magnetico H, che viene calcolato dalla densità del flusso magnetico B e dalla permeabilità magnetica nel vuoto:
La relazione non regolare tra un oersted e l'unità di misura A / m deriva da questa costante di permeabilità:
Un oersted è quindi 79.577 A / m o
In letteratura, a volte l'unità Tesla è la misura della forza di un campo magnetico. Tuttavia, questo non è proprio del tutto esatto, dal momento che Tesla o Gauss descrivono la densità del flusso magnetico. Il campo magnetico è dato dall'unità Oersted, o ampere per metro.