Forza magnetica e campo magnetico

[EcoTan]

Non capisco a cosa ti vuoi riferire.

A una frase che l'Albert teneva scritta sul bordo del caminetto, mentre S. Agostino lo ho studiato su un sunto quindi non ho il riferimento esatto.
Per i quesiti proposti ho dato il contributo che ritenevo utile da parte mia, a risentirci volentieri magari anche su questo stesso thread.

[MarcoD]

un granello di ferro, magari immaginiamo tenuto fermo in qualche modo in un punto e immerso in un campo magnetico B a quale forza è sottoposto?
Domanda difficile, non saprei, nel granello per induzione si crea un dipolo magnetico allineato con il B.

Se lo si lascia libero e si muove che traiettoria grosso modo descrive (rispetto al campo B)? Risposta facile: segue le linee del campo B (se trascuriamo gravità e attrito).

[jaelec]

Se lo si lascia libero e si muove che traiettoria grosso modo descrive (rispetto al campo B)? Risposta facile: segue le linee del campo B (se trascuriamo gravità e attrito).

Immaginiamo che il campo B sia prodotto da un solenoide vuoto e che il granello di ferro sia sottoposto solo alla resistenza dell'aria (immaginiamo anche in assenza di gravità), cosa succede in tal caso? Il granello di ferro gira seguendo sempre una linea di campo di B (nello stesso verso di B?), entra nel solenoide da una parte e esce dall'altra e non si ferma mai?

Questo solo per cercare di capire meglio, non per dire che non hai ragione.


Ci ho pensato su alla domanda che ho fatto e sempre per cercare di capire meglio, supponiamo che l'aria sia talmente densa da fargli raggiungere una velocità bassa e comunque tale da non farlo sbandare nelle curve. Non so se questa precisazione serve ma nel caso ce la metto.

[MarcoD]

La tua obiezione è corretta: la mia risposta era imprecisa ed errata.
La spiegazione è più complessa:
Ma dobbiamo dimenticare il granello di ferro, ma pensare a una barretta di metallo
lunga e sottile.
Non esistono i monopoli magnetici, esistono sempre due poli.
Se ci fosse un monopolo il granello girerebbe di continuo dentro e fuori il solenoide.

Nella barretta si inducono due poli magnetici, le forze sono attraenti su entrambi i poli,
ma le forze sono differenti fra loro in quanto il campo di induzione B non è uniforme.
La barretta entra nel solenoide finché posizionandosi nel centro per simmetria le due forze si neutralizzano a vicenda.

E il granello di ferro ? Se è infinitesimo, forse i due poli sono così vicini da essere sottoposti a un campo B uniforme, la forza risultante è nulla e il granello non si sposta.

[jaelec]

Nella barretta si inducono due poli magnetici, le forze sono attraenti su entrambi i poli,
ma le forze sono differenti fra loro in quanto il campo di induzione B non è uniforme.
La barretta entra nel solenoide finché posizionandosi nel centro per simmetria le due forze si neutralizzano a vicenda.

Innanzitutto grazie per la spiegazione che comunque contribuisce a chiarirmi le idee.

Tuttavia continuo a non capire il nesso logico tra forza, corrente e campo ortogonali tra loro e poi una risultante di forze che è parallela al campo B. Indipendentemente da come si posizionano le correnti microscopiche (cariche con una velocità), intuitivamnete io sarei portato a pensare al campo B come ortogonale alla forza agente sull'oggetto con il quale queste correnti sono in qualche modo solidali. Cioè, forse come già dicevo, non riesco a capire perché da tante forze perpendicolari a B esce fuori una forza parallela a B.

[jaelec]

Aggiungo anche che a me sembra illogico il modo in cui si insegnano certe cose, ma sicuramente mi sbaglierò io perché io certe cose ancora non le ho comprese e quindi non dovrei giudicare...però...

Se io non so cosa dovrebbe fare un campo B su limature o granelli di ferro è inutile che tu che insegni, libro o insegnante che sei, dopo avermi fatto vedere le linee di campo di B, mi fai vedere che spruzzando limatura di ferro questa si addensa in qualche modo lungo le linee del campo. E quindi? Per chi le cose le sa già bene questo magari dimostra qualcosa ma per chi non le sa questo non dimostra niente. Cioè da una parte si introduce il campo come qualcosa creato e che interagisce con le correnti e poi si fa vedere che interagisce con i pezzettini di ferro. E questo perché mi dovrebbe dimostrare che le linee di campo vanno effettivamente per come erano state matematicamente e graficamente presentate? A me sembra che si giochi su due effetti di B non immediatamente collegabili per chi non è già esperto.

[MarcoD]

Concordo con il tuo messaggio precedente.
La limatura di campo mette in evidenza la presenza del campo, ma poi non aiuta nelle applicazioni ed è di difficile spiegazione dettagliata.

Ammetto che l'argomento che conosco peggio sono il magnetismo e i circuiti magnetici.
Anche nel lavoro ho sempre cercato di rimanerne fuori specificando solo i requisiti elettrici di trasformatori e induttori.


Prova a leggere questo, anche se non è chiarissimo:
https://library.weschool.com/lezione/ca ... -8242.html

continuo a non capire il nesso logico tra forza, corrente e campo ortogonali tra loro e poi una risultante di forze che è parallela al campo B

Occorre pensare a un caso semplice in cui
-si suppone presente un campo B (meglio uniforme) senza preoccuparsi se è generato da una corrente che percorre una bobina o da un magnete permanente.
- si suppone la presenza di un filo ortogonale al campo B, filo percorso da corrente.

La legge dichiara che il filo è sottoposto a una forza perpendicolare al campo B e alla direzione del filo.
E' in principio di funzionamento del motore elettrico con il collettore a spazzole.

Se ti metti a considerare l'andamento del campo B attorno e dentro un solenoide,
e il campo prodotto dal filo la legge rimane valida , il tutto si complica perché il campo B non è uniforme e varia in intensità e direzione.

E poi nelle applicazioni tecniche i solenoidi hanno un nucleo ferromagnetico e si tende a ridurre il più possibile il campo B all'esterno delle bobine.
E i granuli di limatura di ferro mobili non hanno alcuna applicazione.

[jaelec]

...
- si suppone la presenza di un filo ortogonale al campo B, filo percorso da corrente.....

Sì queste cose le so o almeno mi illudo di saperle. Tuttavia io sto cercando di comprendere come e perché un campo B agisce su un pezzo di ferro dando per scontato (e magari mi sbaglio) che B sposta il pezzo di ferro agendo su correnti, su moti di cariche, che si generano all'interno del pezzo di ferro stesso.

A tale proposito se anche mi immagino tante piccole spire, all'interno del pezzo di ferro, tutte tirate sia da una parte che dalla parte opposta, visto il verso opposto della corrente ai due lati, però eventualmente più da una parte che dall'altra a causa della non uniformità di B, comunuque questa forza risultante, come dicevo, a me sembra perpendicolare a B. E invece il pezzo di ferro segue le linee di B, almeno fino a che B non diventa uniforme o inverte variazione e sempre che ho ben capito. Ci deve essere un qualcosa nel mio ragionamento che non quadra e vorrei capire cos'è. Però tu hai detto che nemmeno tu sei tanto esperto e quindi mi sa che devo risolvere altrimenti. Comunque ovviamente ti ringrazio

[jaelec]

Dimenticavo, nel cercare sempre di capire ho anche cercato di immaginare alluminio al posto del ferro, così mi svincolavo dal retropensiero che mi diceva "ma con i materiali ferromagnetici tutto diventa più complesso e quindi è più difficile cercare risposte". Però allora tanto per partire da qualche dato di fatto chiedo, se c'è qualcuno che conosce la risposta: se si sparge limatura di alluminio e non di ferro questa si dispone come quella di ferro lungo le linee di B oppure no? (se occorre mettiamo anche che B sta variando nel tempo) Grazie!

[MarcoD]

se si sparge limatura di alluminio e non di ferro questa si dispone come quella di ferro lungo le linee di B oppure no?

No se il campo B è costante nel tempo.

Si, se il campo B varia nel tempo, per esempio a 50 Hz, induce correnti parassite nell'alluminio conduttore, correnti cha a loro volta generano un campo magnetico
che le sottopone a una forza, per cui si muovono/allineano. Non so se la forza è tale da vincere l'attrito.

Dovresti fare una prova con una calamita e limatura di ferro e di alluminio.

A proposito di limatura metallica, per complicarti le idee , leggiti del rivelatore a coherer.
https://en.wikipedia.org/wiki/Coherer
e del rivelatore magnetico:
https://it.wikipedia.org/wiki/Detector_magnetico

li avevano inventati e utilizzati avendo sollo vaghe idee di perché funzionassero e di fisica della materia.