Campo magnetico e campo di induzione magnetica
Ciao, sono a studiare i fenomeni magnetici stazionari nel vuoto.
Il libro parte in sintesi dicendomi:
Campo magnetico: campo generato da una carica elettrica in movimento o da un campo elettrico variabile nel tempo
più avanti mi dice che:
Un circuito percorso da corrente genera nel suo intorno un campo B, chiamato campo di induzione magnetica.
Ora vi faccio le mie osservazioni:
1
Ma B non indica il campo magnetico, giusto?
Allora cosa è B? io avevo pensato così:
Il campo magnetico è caratterizzato da linee di forza, queste linee di forza sono chiamate linee di induzione magnetica e "l'insieme di queste linee" forma il campo di induzione magnetica.
Però pensando in questo modo mi viene da chiedermi, cos'è allora il campo magnetico, l'insieme di queste linee di forza? Diciamo che non mi torna molto.
2
Su internet ho trovato che potremmo dire:
l'induzione magnetica è un fenomeno fisico per il quale un campo magnetico riesce ad indurre una differenza di potenziale ai capi di un conduttore.
3
Il mio libro in un esercizio dice "in un campo magnetico uniforme con induzione magnetica B"
Quindi mi viene da pensare che B sia un qualcosa associato al campo magnetico.
Riuscite a farmi un pò di chiarezza al riguardo?
considerate che sono all'inizio del magnetismo, perciò non ho particolari conoscenze.
Ho visto che ci sono già diversi post al riguardo ma non trovo la risposta che cerco.
Grazie.
Il libro parte in sintesi dicendomi:
Campo magnetico: campo generato da una carica elettrica in movimento o da un campo elettrico variabile nel tempo
più avanti mi dice che:
Un circuito percorso da corrente genera nel suo intorno un campo B, chiamato campo di induzione magnetica.
Ora vi faccio le mie osservazioni:
1
Ma B non indica il campo magnetico, giusto?
Allora cosa è B? io avevo pensato così:
Il campo magnetico è caratterizzato da linee di forza, queste linee di forza sono chiamate linee di induzione magnetica e "l'insieme di queste linee" forma il campo di induzione magnetica.
Però pensando in questo modo mi viene da chiedermi, cos'è allora il campo magnetico, l'insieme di queste linee di forza? Diciamo che non mi torna molto.
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Su internet ho trovato che potremmo dire:
l'induzione magnetica è un fenomeno fisico per il quale un campo magnetico riesce ad indurre una differenza di potenziale ai capi di un conduttore.
3
Il mio libro in un esercizio dice "in un campo magnetico uniforme con induzione magnetica B"
Quindi mi viene da pensare che B sia un qualcosa associato al campo magnetico.
Riuscite a farmi un pò di chiarezza al riguardo?
considerate che sono all'inizio del magnetismo, perciò non ho particolari conoscenze.
Ho visto che ci sono già diversi post al riguardo ma non trovo la risposta che cerco.
Grazie.
Risposte
Onestamente anch'io non mi districo tanto bene fra $E$ e $D$ e fra $B$ e $H$...
Avrai visto che le equazioni di Maxwell usano tutte e quattro queste grandezze.
Sostanzialmente - e mi perdonino i più competenti - $E$ e $B$ si riferiscono rispettivamente al campo elettrico e magnetico nel vuoto; $D$ e $H$ invece nei mezzi materiali.
Ci sono le relazioni $D = epsi_r*B$ e $H = B/mu_r$ (questa mi rende un po' perplesso, perchè mi pare di ricordare che, mentre $B$ è solenoidale, $H$ non lo è...)
Comunque, direi, come regola a spanne, quando si parla di campo magnetico, tu pensa a $B$...
Avrai visto che le equazioni di Maxwell usano tutte e quattro queste grandezze.
Sostanzialmente - e mi perdonino i più competenti - $E$ e $B$ si riferiscono rispettivamente al campo elettrico e magnetico nel vuoto; $D$ e $H$ invece nei mezzi materiali.
Ci sono le relazioni $D = epsi_r*B$ e $H = B/mu_r$ (questa mi rende un po' perplesso, perchè mi pare di ricordare che, mentre $B$ è solenoidale, $H$ non lo è...)
Comunque, direi, come regola a spanne, quando si parla di campo magnetico, tu pensa a $B$...
Anzitutto una nota lessicale-storica. Campo di induzione magnetica viene abbreviato in campo magnetico. Poi si può usare campo magnetico anche per indicare $H$ a patto che si dica "campo magnetico H"; a volte $H$ viene detto vettore magnetico, ma insomma non cambia la sostanza. Poi ci sono sistemi di misura dove del tipo Gaussiani dove giocando con le costanti si pone $B=H$ (ove possibile) e quindi capisci che è tutta solo convenzione di nomi. Detto questo se sei nel vuoto è proprio a tua discrezione parlare di $B$ o di $H$ poiché sono proporzionali $B=\mu_0 H$ quindi qualunque relazione trovi per l'uno vale per l'altro. Se invece sei in presenza di materia questa può possedere un momento magnetico (complessivo degli atomi di cui è formata) non nullo quindi si dice possiede una polarizzazione magnetica che io chiamo $P_m$ , in genere mi pare si indichi con $M$ . Di questa polarizzazione devi tener conto.
La presenza di materia si realizza nell'eq di Max del rotore del campo con l'aggiunta di una densità di corrente microscopica $J_m$ quindi scrivendo e risolvendo queste equazioni nel materiale si ha
$rotB=\mu_0 (J+J_m)$ . Dallo studio sulla magnetizzazione si trova la relazione $J_m=rot(P_m)$ e allora
$rot((B-\mu_0 P_m)/\mu_0)=J$ chiamo $H=(B-\mu_0 P_m)/\mu_0$ ecco da dove viene fuori. Come vedi se non c'è magnetizzazione (perché non c'è materia o perché per qualche motivo è nulla) torna la relazione di proporzionalità.
Se ancora ti trovi in materiali isotropo e omogenei si verifica che la magnetizzazione è parallela (paramegnetismo) o antiparallela (diamagnetismo) a $B$ e quindi puoi scrivere, come ti è stato già anticipato, $B=\mu_0 \mu_r H$ . Se hai a che fare con materiali ferromagnetici salta tutta la linearità e le relazioni non sono neppure univoche (per studiare questi casi si usano i cicli di isteresi).
PS: per chiarire ancora. il contributo a B delle sorgenti del campo magnetico è dato da H, poi se in quel punto che considero c'è pure materiale ci devo aggiungere il contributo di magnetizzazione.
PPS: sono andato un po' liscio nella dimostrazione poiché non ho distinto tra densità superficiale e volumica sottintendendo che le equazioni si scrivono dentro i materiali e poi si raccordano sulla superficie, ma puoi certamente trovare la spiegazione completa su un testo.
PPPS: siamo ancora nel caso di campi non dipendenti dal tempo.
La presenza di materia si realizza nell'eq di Max del rotore del campo con l'aggiunta di una densità di corrente microscopica $J_m$ quindi scrivendo e risolvendo queste equazioni nel materiale si ha
$rotB=\mu_0 (J+J_m)$ . Dallo studio sulla magnetizzazione si trova la relazione $J_m=rot(P_m)$ e allora
$rot((B-\mu_0 P_m)/\mu_0)=J$ chiamo $H=(B-\mu_0 P_m)/\mu_0$ ecco da dove viene fuori. Come vedi se non c'è magnetizzazione (perché non c'è materia o perché per qualche motivo è nulla) torna la relazione di proporzionalità.
Se ancora ti trovi in materiali isotropo e omogenei si verifica che la magnetizzazione è parallela (paramegnetismo) o antiparallela (diamagnetismo) a $B$ e quindi puoi scrivere, come ti è stato già anticipato, $B=\mu_0 \mu_r H$ . Se hai a che fare con materiali ferromagnetici salta tutta la linearità e le relazioni non sono neppure univoche (per studiare questi casi si usano i cicli di isteresi).
PS: per chiarire ancora. il contributo a B delle sorgenti del campo magnetico è dato da H, poi se in quel punto che considero c'è pure materiale ci devo aggiungere il contributo di magnetizzazione.
PPS: sono andato un po' liscio nella dimostrazione poiché non ho distinto tra densità superficiale e volumica sottintendendo che le equazioni si scrivono dentro i materiali e poi si raccordano sulla superficie, ma puoi certamente trovare la spiegazione completa su un testo.
PPPS: siamo ancora nel caso di campi non dipendenti dal tempo.
Vi ringrazio della risposta.
Ma ancora non mi è chiaro.
Io conosco il campo magnetico, generato da cariche in movimento o campi elettrici variabili nel tempo.
Per me questo campo attualmente non ha un simbolo.
Successivamente mi viene detto:
la forza magnetica su un elemento di filo è pari a
$ \overrightarrow{dF} =I*\overrightarrow{dl} \times \overrightarrow{B} $
e mi viene detto che B è il vettore campo induzione magnetica.
Non mi convince molto il discorso che B indichi il campo magnetico nel vuoto.
Perché nel mio libro viene detto in un esempio "è presente un campo magnetico uniforme con induzione magnetica B".
Ma ancora non mi è chiaro.
Io conosco il campo magnetico, generato da cariche in movimento o campi elettrici variabili nel tempo.
Per me questo campo attualmente non ha un simbolo.
Successivamente mi viene detto:
la forza magnetica su un elemento di filo è pari a
$ \overrightarrow{dF} =I*\overrightarrow{dl} \times \overrightarrow{B} $
e mi viene detto che B è il vettore campo induzione magnetica.
Non mi convince molto il discorso che B indichi il campo magnetico nel vuoto.
Perché nel mio libro viene detto in un esempio "è presente un campo magnetico uniforme con induzione magnetica B".
Non vogliono funzionarmi le formule.
ho scritto
dF=I*dlxB
con dF, dl e B vettori.
ho scritto
dF=I*dlxB
con dF, dl e B vettori.
Non é che ci sono vari campi magnetici in base a cosa lo genera. Può cambiare l'espressione ma sempre campo magnetico é. Se vuoi chiama H campo magnetico e B induzione magnetica, relati dalle formule che ti ho detto. Ma non é che cambia qualcosa nella sostanza fisica. Il contributo al campo magnetico dovuto alle sorgenti va in H, per la materia va nella magnetizzazione.
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