Confronto tra campo elettrico e campo magnetico

Tramite: O2O 02/10/2018
Difficoltà: media
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Introduzione

In questa guida vedremo il confronto tra campo elettrico e campo magnetico, anche riguardo al nostro sistema Terra.
Come ben sappiamo, una corrente elettrica genera un campo magnetico e, viceversa come scoperto da Faraday, un campo magnetico può generare corrente elettrica. Ma cosa sono il campo elettrico ed il campo magnetico?

Parliamo di campo elettrico considerando le particelle da tutti noi conosciute come atomi e di conseguenza i protoni (carica positiva) e gli elettroni (carica negativa). Per definizione, il campo elettrico è dato dal rapporto tra la forza che agisce su una carica di prova q, posta in un punto dello spazio, e la carica stessa. Poiché la forza si misura in Newton (N) e la carica in Coulomb (C), il campo elettrico è dato da N/C.

Il campo magnetico è dato dal quoziente tra la forza che risente un filo conduttore di lunghezza l perpendicolare alle linee di campo del campo magnetico stesso, quando è percorso da una corrente di intensità i, ed il prodotto i e l. Perciò B=F/il. Dove F si misura in Newton (N), l in metri (m) ed i in Ampere (A). Avremo allora che l?unità di misura del campo magnetico è il Tesla (T= N/Am).

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Il campo magnetico, il campo elettrico e la Terra

Considerando che il polo N di un ago magnetico è rivolto verso il Nord geografico terrestre, ci dimostra che la Terra stessa è assimilabile ad un magnete. Il campo magnetico terrestre è infatti simile a quello prodotto da una barra magnetica.
Questa gigantesca barra è leggermente inclinata rispetto all'asse di rotazione della Terra ed il punto che viene indicato dalle bussole è poco scostato sì dal Nord geografico, ma corrisponde al polo Sud di questo immaginario magnete. E? praticamente da leggere al contrario. Per quanto riguarda il campo elettrico, invece, sapete dov'è più sicuro rimanere durante un temporale? Nell'automobile! Questo perché, nel caso in cui un fulmine colpisse l?auto, la carrozzeria si comporterebbe come una gabbia di Faraday: la carica elettrica resta confinata sulla superficie esterna della lamiera metallica, per scaricarsi successivamente a terra attraverso le gomme bagnate dalla pioggia. Il modo in cui gli elettroni si distribuiscono rapidamente sulla lamiera rende nullo il campo elettrico all'interno dell?abitacolo. Praticamente, l?involucro metallico che costituisce la carrozzeria fa da schermo al campo elettrico ed impedisce alla corrente metallica di penetrare all'interno.

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Il Flusso del campo elettrico e magnetico

Il Flusso del campo è dato da: ?(E)= Qtot / ?o
E rappresenta il flusso di E attraverso una superficie chiusa in cui le cariche sono sorgenti del campo elettrico.

Il Flusso del campo magnetico è 0: ?(B)=0
E rappresenta il flusso di B attraverso una superficie chiusa, non esistono poli magnetici isolati.

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La circuitazione del campo elettrico e magnetico

La Circuitazione del campo elettrico, ossia le legge di Faraday-Neumann: ?(E)= - ??(B) / ?t
Rappresenta la circuitazione di E lungo una linea chiusa. Un flusso magnetico variabile attraverso la superficie di un circuito genera una corrente indotta e un campo magnetico variabile è così sorgente di un campo elettrico.


La circuitazione del campo magnetico, ossia la legge di Ampere e Maxwell: ?(B)= ?0 [ itot + ?0 · (??(E) / ?t) ]
Rappresenta la circuitazione di B lungo una linea chiusa. Le sorgenti del campo magnetico sono: le correnti elettriche (primo addendo) ed i campi elettrici variabili (secondo addendo).

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