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Come si calcola il flusso del campo magnetico

Come si calcola il flusso del campo magnetico

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1 Cos’è la densità di flusso magnetico

Cos’è la densità di flusso magnetico

Lei ha osservato che intorno a un filo (elettrico stazionario) percorso da corrente c’è un campo magnetico (statico), B, chiamiamolo densità di flusso magnetico. Se le linee di campo vengono seguite intorno al conduttore di corrente (Figura 901)(a) Campo magnetico intorno a un filo (b) Sezione trasversale perpendicolare al filo).

La densità di flusso magnetico B dovuta alla corrente intorno a un filo rettilineo infinito (Figura 902) (Campo magnetico creato dalla corrente che scorre in un elemento dx di un lungo conduttore rettilineo) può essere determinato, utilizzando l’analogia con il problema già risolto del conduttore carico per il quale si ha:

Si può pensare ai tubi di flusso magnetico, a differenza del campo elettrico che inizia e termina in cariche, i tubi di flusso magnetico sono continui, chiusi, pensate ai tubi di flusso che circondano una linea di flusso, o un anello con corrente.

Il campo magnetico di una corrente che scorre in una spira è un problema particolarmente interessante, poiché questo modello è particolarmente presente nelle macchine elettriche, un approccio generale determina la torsione sulla spira e appare il concetto di momento magnetico (Figura 903) (La spira rettangolare in un campo uniforme B subisce un momento torsionale che tende ad allineare la sua normale con B):

Esempi di densità di flusso magnetico

(a) Quando il filo è nel piano della carta, il campo è perpendicolare alla carta. Notate i simboli utilizzati per il campo che punta verso l’interno (come la coda di una freccia) e il campo che punta verso l’esterno (come la punta di una freccia). (b) Un lungo filo dritto crea un campo con linee di campo magnetico che formano anelli circolari.

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Questa è la forza magnetica sulla sezione di filo. Si noti che è in realtà la forza netta esercitata dal campo sui portatori di carica stessi. La direzione di questa forza è data da RHR-1, dove le dita sono puntate nella direzione della corrente e curvate verso il campo. Il pollice poi punta nella direzione della forza.

Per determinare la forza magnetica F→F→ su un filo di lunghezza e forma arbitraria, dobbiamo integrare l’equazione 11.12 su tutto il filo. Se la sezione trasversale del filo è diritta e B è uniforme, i differenziali dell’equazione sono convertiti in quantità assolute, dandoci

Un cavo di 50 cm di lunghezza e 10 g di massa è sospeso in un piano orizzontale da una coppia di fili flessibili (Figura 11.13). Il filo è poi sottoposto a un campo magnetico costante di magnitudine 0,50 T, che è diretto come indicato. Qual è la grandezza e la direzione della corrente nel filo necessaria per rimuovere la tensione nei fili di supporto?

Formula del flusso magnetico

Un trasformatore è composto da almeno due avvolgimenti. Uno di essi, chiamato avvolgimento primario, è quello che si collega alla rete elettrica. L’altro, chiamato avvolgimento secondario, è quello che fornisce energia ai dispositivi. Un trasformatore è reversibile, cioè l’avvolgimento secondario può essere collegato alla rete, diventando l’avvolgimento primario e l’avvolgimento primario l’avvolgimento secondario.

La forza magnetomotrice (m.m.f.) è la forza capace di produrre un flusso magnetico tra due punti in un circuito magnetico. La m.m.f. può essere derivata dalla legge di Ampere espressa nella seguente equazione.

Causa magnetica o eccitazione magnetica per unità di lunghezza del circuito magnetico. Per il suo calcolo partiremo dalla legge di Ampere, che stabilisce che la circolazione del vettore H attraverso un percorso chiuso è uguale alla somma delle correnti racchiuse da questa curva. Nel caso di un circuito magnetico abbiamo l’equazione 6 . (6)

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Un trasformatore non è altro che una macchina o un dispositivo elettromagnetico che utilizza queste proprietà di flusso e correnti per convertire l’energia elettrica alternata di un certo livello di tensione in energia alternata di un altro livello di tensione.

Flusso magnetico

È usuale introdurre il vettore s, che indica la direzione della sezione trasversale del conduttore. Inoltre, il prodotto qnAv è l’intensità di corrente I. Infine, la forza di un campo magnetico su una sezione di conduttore rettilinea attraverso la quale scorre la corrente è espressa come

La forza cresce linearmente con l’aumentare della corrente. Il fattore di proporzionalità F/I = B-s risulta dalla pendenza di una linea media. Da questo si può determinare la densità di campo magnetico B.

Da B = µ0 – N – IC / L e con i valori di µ0 = 1,257 µVs/Am, N = 120, IC = 4,75 A e L = 0,41 m risulta il valore calcolato B = 1,75 mT. Entrambi i risultati concordano molto bene all’interno della precisione di misurazione considerata.

Cos’è la densità di flusso magnetico

Esempi di densità di flusso magnetico

Formula del flusso magnetico

Flusso magnetico

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