Domanda:

Egr.prof. sono uno studente in ingegneria, e sto frequentando il corso di fisica 2. Il mio prof.ci ha spiegato,con la matematica, la differenza tra i campi B ed H. Il ns.libro, per spiegare l'utilità di questi 2 campi, afferma che certi fenomeni possono essere spiegati col campo B. Per certi altri B non è sufficiente e si rende necessario il campo H. Potrebbe farmi un esempio che mi aiuti a capire, quando è sufficiente ragionare con B e quando, invece,dobbiamo pensare ad H?

Risponde admin

E' dello stesso tipo di quella esistente tra densità di corrente in un conduttore ed il campo elettrico, o la densità di spostamento elettrico in un dielettrico ed ancora il campo elettrico, oppure tra la deformazione che un corpo subisce e la forza che lo produce, e così via (o " e via discorrendo" direbbe "il giovane Holden" di Salinger una citazione che non c'entra granché, ma mi è venuta in mente e l'ho scritta). In altre parole c'è la differenza esistente tra causa ed effetto. Qui è probabile che i fisici puri insorgano, soprattutto quando affermo che il campo H è la causa e B è l'effetto. Ciò che conta, dal punto di vista degli effetti magnetici che si vogliono ottenere, forze meccaniche o tensioni elettriche è B, l'induzione magnetica. Ma ciò che tecnicamente facciamo per produrre un campo magnetico, se non utilizziamo magneti permanenti, è stabilire una corrente in un circuito, in particolare in un avvolgimento. Il valore direttamente dipendente alla causa tecnica del campo magnetico, che è la corrente elettrica, è H, il campo magnetico, legato alla forza magnetomotrice, cioè la corrente elettrica , in modo direttamente proporzionale mentre è inversamente proporzionale alla lunghezza geometrica della struttura che definisce la linea di forza. Mi sono riferito alla formula del campo H all'interno di un solenoide lungo o di un avvolgimento toroidale, ma il teorema della circuitazione di Ampere definisce il legame in modo più preciso. A parità di H però, l'effetto magnetico (forza, tensione indotta) dipende dal mezzo in cui si sviluppano le linee di forza del campo. L'effetto dunque dipende dalla causa e dal mezzo particolare in cui questa agisce. La grandezza che definisce l'effetto è B, l'induzione magnetica. Il comportamento del mezzo è definito dalla sua permeabilità magnetica. Permeabile si dice di un corpo che si lascia attraversare da un fluido ed un corpo è tanto più permeabile quanto minore è la pressione che deve possedere il fluido per penetrarvi, o, ciò che è lo stesso, il flusso del fluido attraverso il corpo è tanto maggiore, a parità di pressione, quanto più il corpo è permeabile. Possiamo dire la stessa cosa per i conduttori: il flusso di cariche (corrente) è tanto più intenso, a parità di tensione, quanto maggiore è la sua conducibilità che potremmo anche chiamare permeabilità elettrica. Se assumiamo un particolare riferimento, i materiali possono evidenziare un'amplificazione od un'attenuazione dell'effetto, che corrisponde ad una maggiore o minore permeabilità. Nel caso magnetico il vuoto è il riferimento. La maggior parte dei materiali amplificano (paramagnetici) od attenuano (diamagnetici) in modo trascurabile, tranne il ferro il cobalto, il nichel ed altri (terre rare ) che amplificano notevolmente permettendo di conseguire l'effetto desiderato limitando, ad esempio, notevolmente la forza magnetomotrice che è necessario produrre. Se tutti i mezzi fossero identici dal punto di vista magnetico, poiché ciò che interessa è l'effetto, sarebbe in effetti superfluo occuparsi di H: basta solo B.