Forza magnetica e campo magnetico

[MarcoD]

Non mi pare errata, ma concordo che non è bella.
Non spiega come viene creato il campo, ma ne descrive gli effetti ossia la forza magnetica.
Per similitudine, che definizione fornisce quel libro per l'induzione elettrica e il campo elettrico ?

[jaelec]

A me sembra che la definizione non dica e non definisce niente. Non avendo il libro definito cosa intende per forza magnetica in un punto a me risulta perfettamente inutile poi definire B legandolo alla forza magnetica in un punto.

Quindi per me non è un problema di bruttezza. E' che non mi dice niente.

Per quelli di voi che capiscono la definizione data dal libro, cos'è la forza magnetica in un punto?

[jaelec]

Per similitudine, che definizione fornisce quel libro per l'induzione elettrica e il campo elettrico ?

Il libro in questo caso definisce solo il campo elettrico E. Ma qui tutto mi risulta preciso e lineare. Si fa vedere che una carica Q messa da qualche parte esercita una forza su una carica puntiforme di prova messa in un punto e il campo E in quel punto, per definizione, non è altro che F/q. Ma ripeto, in questo caso io so benissimo, tramite la legge di Coulomb, di quale forza si tratta e quindi posso benissimo capire che cos'è il campo E e come è legato alla "forza elettrica".

Nell'altro caso, invece, il libro non mi definisce cos'è la forza magnetica in un punto e di conseguenza non posso sapere cos'è il campo B.

[jaelec]

Chiamiamo induzione magnetica B esercitata da un magnete in un certo punto dello spazio circostante, un vettore, la cui intensità misura l'entità della forza magnetica in quel punto, e che* ha direzione tangente alla linea di forza passante per quel punto e verso che va dalla polarità nord a quella sud.

Come dicevo la definizione data dal libro di B si basa solo sull'osservazione degli effetti prodotti in un certo spazio e in particolare in ciascun punto da un magnete. Non si fa riferimento agli effetti magnetici delle correnti.

Ora quello che non capisco ancora è se, partendo dagli stessi presupposti, è possibile dare una definizione di B oppure non è proprio possibile e non resta che accontentarsi della "non definizione" (a mio parere) del libro.

Mi farebbe piacere, nel caso fosse possibile, se qualcuno di voi avesse una semplice definizione di B a partire dagli soli effetti (magari potenziali) prodotti dalle calamite nello spazio circostante. Poi se ce ne fosse solo una complicata va bene anche quella complicata.

[jaelec]

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

I due vettori rispettivamente entrante nel foglio ed uscente dal foglio rappresentano le correnti amperiane in modo astrattamente ipotetico NON operativo, in quanto non misurabili direttamente.
Le due forze si compongono rendendo la famosa risultante assiale.
(Il disegno è indicativo, manca la deviazione delle linee di flusso al contorno).

Ho avuto modo di riflettere sulla tua spiegazione (per la quale ti ringrazio ancora). Le linee di campo B che tu disegni sono quelle che ci sono in presenza dell'altro magnete o quelle del magnete da solo? Se sono quelle del magnete da solo allora, se non capisco male, la forza verso destra c'è lo stesso ma c'è anche una stessa forza verso sinistra, dall'altro lato, e le due forze quindi tendono a far dilatare, ad far allungare, il magnete ma ovviamente non lo fanno muovere. E' così? Se c'è un altro magnete a destra, mettiamo tenuto fermo e con il polo giusto, allora il campo B cambia, le fprze non sono più in equilibrio e il magnete a sinistra si muove verso destra ma, anche nel muoversi, ai bordi conserva sempre complessivamente una componente radiale di B che è quella che, agendo sulle correnti in maniera perpendicolare ad esse e perpendicolare alla forza di attrazione, determina la forza di attrazione stessa. E' così? Se è cosi questo vuol dire che forza di attrazione e campo B non possono essere paralleli. Allora come fa il libro a dire quello che dice? Probabilmente sarà anche un problema di definizioni...

Tu hai una definzione di "forza magnetica"? Che legame c'è tra forza magnetica, forza di attrazione tra magneti e campo magnetico?

Ti sembrerà strano ma pur leggendo varie cose non sono riuscito a capire per bene...

[EcoTan]

Il rettangolo disegnato rappresenta, in sezione longitudinale, un cilindro ferromagnetico (non un magnete) immerso in un solenoide.
Vi è la formazione di un polo e di una forza, se fosse una scheggia di limatura penso che formerebbe due poli e si orienterebbe.
Interpretare B come "forza magnetica" mi sembra appunto una brutta "forzatura", è vero che potremmo disporre una bussola e misurare la coppia con cui l'ago tende ad allinearsi, ma poi dentro la materia come facciamo? Io lascerei in pace il lavoro di Maxwell, predecessori e successori, e studierei il magnetismo come già consolidato.

[jaelec]

Il rettangolo disegnato rappresenta, in sezione longitudinale, un cilindro ferromagnetico (non un magnete) immerso in un solenoide.

Non ero sicurissimo su cosa rappresentasse il rettangolo disegnato e la precisazione mi è utile. Tuttavia magnete era un termine più generico per riferirmi a un elettromagnete perché quello che descrivi tu è un elettromagnete e quindi più in generale un magnete. Mi sbaglio? Lo chiedo non in maniera retorica ma veramente, per fissare concetti e definizioni.

Vi è la formazione di un polo e di una forza, se fosse una scheggia di limatura penso che formerebbe due poli e si orienterebbe.
Interpretare B come "forza magnetica" mi sembra appunto una brutta "forzatura", è vero che potremmo disporre una bussola e misurare la coppia con cui l'ago tende ad allinearsi, ma poi dentro la materia come facciamo? Io lascerei in pace il lavoro di Maxwell, predecessori e successori, e studierei il magnetismo come già consolidato.

Posso essere anche d'accordo su quest'ultima parte, sempre se ho ben capito. Tuttavia seguire rigorosamente l'approccio che parte da Mawell e spiegarsi tutto pressuppone uno sforzo non indifferente e che presuppone conoscenze matematiche elevate, sempre per quel che ho capito. Le mie domande sono tese a conciliare in maniera più intuiva la percezione del magnetismo come poli che si attraggono o che si respingono, con invece campo B che agisce su correnti, e questo non per sfizio ma perché quando provo a seguire la spiegazione del funzionamento delle macchine elettriche spesso chi insegna salta da una cosa all'altra e io non mi trovo a mio agio, non riesco a conciliare pacificamente i due modi di vedere le cause o gli effetti magnetici.

Dimenticavo: ma alle mie domande "è così?" del mio messaggio precedente rispondi implicitamente sì o preferisci non rispondere, nel qual caso non pretendo risposta ovviamente.

Poi ancora mi è venuta un'idea: anche se il campo è molto più debole, i ragionamenti li possiamo fare su un solenoide vuoto, in particolare su due solenoidi vuoti che si attraggono. In tal caso in tuoi disegni e ragionamenti restano validi? Come sono dirette campi B e forze di attrazione che agiscono sui fili di rame?

[jaelec]

Per i soliti "curiosi"

https://www.researchgate.net/publication/227267518_On_the_movement_of_an_iron_particle_in_a_magnetic_field

Anche se non ho avuto ancora modo di studiarlo più in dettaglio è importantissimo per me questo tuo apporto alla discussione. Ti ringrazio. Certo era stato già detto che la forza magnetica dipendeva dalla disuniformità di B e non da B. Tuttavia guardare una figura nella quale si mostra chiaramente che forza magnetica e campo magnetico hanno direzioni diverse per me è stato importante. Quindi, e non per polemica ma sempre al fine di capire, dire che il campo B è diretto come la forza magnetica non è, secondo me, brutto; è errato.

Sempre facendo tesoro delle cose dette anche in questa discussione, se io mi metto al centro di un solenoide vuoto, dove sarebbe diretta questa fantomatica forza magnetica? Come potrei legare B che, fra l'altro, in quel punto è al massimo, alla direzione e alla intensità di questa fantomatica "forza magnetica"?

[jaelec]

Mi son reso conto che in alcune delle risposte precedenti non avevo inteso bene alcune cose che sono state dette.

Comunque sia, come forse ho già detto, penso che molta ambiguità nasce dal fatto che mancano in generale le definzioni. Cioè, per esempio, è difficile poi discutere o capire l'equivalenza tra magneti ed effetti magnetici delle correnti se non si parte da definizioni precise.

Se un filo indefinito percorso da corrente è un magnete, qual è il polo nord e il polo sud di questo magnete? Una volta definiti, come sono diretti forza magnetica e campo magnetico? Linee di forza e linee di campo sono la stessa cosa? Che senso ha parlare di linee di forza del campo magnetico? La proprietà di avere dei poli è proprietà dei campi o degli oggetti magnetici?

A tale proprosito sono andato a vedere per esempio questa definizione:

https://it.wikipedia.org/wiki/Polo_magnetico_(fisica)

Veramente resto basito. Ma se le linee del campo sono chiuse allora qualsiasi punto prendo queste vanno da qui e là ma anche da là a qui. Cioè non capisco...Addirittura il libro di cui ho parlato si spinge a dire che si può parlare di poli perché le linee sono chiuse(!) e le linee vanno da nord a sud. Ma se le linee sono chiuse allora vanno anche da sud a nord...o no?

[MarcoD]

Poni tante domande alle quali non so rispondere.

Se un filo indefinito percorso da corrente è un magnete, qual è il polo nord e il polo sud di questo magnete? E' una convenzione, non saprei, dipende dal verso della corrente elettrica.

Penso che se tu avessi un monopolo magnetico libero nell'aria, questo girerebbe di continuo all'interno di una bobina a forma di ciambella percorso da una corrente costante.
Qualcosa di simile è l'esperimento da Faraday che poneva in rotazione un magnetino (con una estremità imperniata sul filo), attorno a un filo verticale percorso da corrente, magnete che galleggiava su un letto di mercurio.

Pensa a un ambiente semplificato in cui tutti campi magnetici sono prodotti da correnti
circolanti in fili rettilinei e bobine di lunghezza infinita o avvolte su un toro (ciambella).
Supponi ambiente in aria e quindi privi di ferromagnetismo , magneti permanenti, isteresi magnetiche.

Supponi di avere:
Un sensore costituito da un dipolo magnetico molto lungo in cui una estremità è sensibile al campo, mentre l'altra estremità è cosi distante da essere insensibile.

oppure un sensore costituito da una spira alle cui estremità è indotta una tensione
provocata dalla variazione (supponiamo sinusoidale) della corrente che crea il campo magnetico.

oppure un sensore costituito da un un elettrone in movimento, come si verifica in un tubo per televisione a CRT con deflessione magnetica.

quando avrai calcolato i campi e le forze in gioco, passerai a ragionare sul comportamento dei magneti.


Ho trovato questo, storia di 200 anii fa, pare interessante:
https://www.treccani.it/enciclopedia/l- ... cienza%29/