Forze del campo magnetico

• Linee di forza del campo magnetico
• Poli magnetici

Come già detto in precedenza, un campo magnetico è una variazione di energia all’interno di un volume di spazio. Il campo magnetico che circonda una barra magnetica è visibile nel magnetografo riportato di seguito. È possibile creare un magnetografo posizionando un foglio di carta sopra un magnete e cospargendo la carta con limatura di ferro. Le particelle si allineano con le linee di forza magnetica prodotte dal magnete. Le linee di forza magnetica mostrano dove il campo magnetico esce dal materiale da un polo e vi rientra dall’altro polo lungo la lunghezza del magnete. Va notato che le linee di forza magnetica esistono in tre dimensioni, ma nell’immagine sono visibili solo in due dimensioni.

Dal magnetografo si può notare che i poli sono presenti lungo tutta la lunghezza del magnete, ma che sono concentrati alle estremità dello stesso. L’area in cui sono concentrati i poli di uscita è chiamata polo nord del magnete, mentre l’area in cui sono concentrati i poli di entrata è chiamata polo sud del magnete.

Campi magnetici all’interno e intorno ai magneti a ferro di cavallo e ad anello.

I magneti sono disponibili in una varietà di forme e una delle più comuni è quella a ferro di cavallo (a U). Il magnete a ferro di cavallo ha un polo nord e un polo sud proprio come un magnete a barra, ma è curvo, quindi i poli si trovano sullo stesso piano. Le linee di forza magnetica scorrono da un polo all’altro proprio come nel magnete a barra. Tuttavia, poiché i poli sono più vicini tra loro e le linee di flusso possono percorrere un tragitto più diretto tra i poli, il campo magnetico è concentrato tra i poli.

Se si posizionasse un magnete a barra trasversalmente rispetto all’estremità di un magnete a ferro di cavallo, oppure se si realizzasse un magnete a forma di anello, le linee di forza magnetica non avrebbero nemmeno bisogno di uscire nel vuoto. Il valore di un magnete di questo tipo, in cui il campo magnetico è completamente contenuto all’interno del materiale, ha probabilmente un’utilità limitata. Tuttavia, è importante comprendere che il campo magnetico può fluire in un circuito chiuso all’interno di un materiale. (Per ulteriori informazioni, si veda la sezione sul magnetismo circolare).

Le linee di forza magnetiche presentano una serie di proprietà importanti, tra cui:

Cercano il percorso di minor resistenza tra i poli magnetici opposti. In una singola barra magnetica, come illustrato a destra, cercano di formare anelli chiusi da un polo all’altro.

La loro densità diminuisce (si disperdono) quando si spostano da un’area con maggiore permeabilità a un’area con minore permeabilità.

La loro densità diminuisce all’aumentare della distanza dai poli.

Si ritiene che abbiano una direzione, come se scorressero, sebbene non si verifichi alcun movimento effettivo.

All’interno di un materiale scorrono dal polo sud al polo nord, mentre nell’aria scorrono dal polo nord al polo sud.

• Camera a campo magnetico 2D — MAG-001
• Magnete a forma di U (con gancio) — MAG-003