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Message from discussion Variazione del flusso magnetico
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Paolo Russo  
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 More options Sep 23 2011, 5:59 pm
Newsgroups: free.it.scienza.fisica
From: Paolo Russo <paol...@libero.it>
Date: Fri, 23 Sep 2011 23:59:45 +0200
Local: Fri, Sep 23 2011 5:59 pm
Subject: Re: Variazione del flusso magnetico
Scusatemi entrambi (Luciano e Paolo Bellia) se devo un po'
rallentare le risposte ma sto cominciando ad avere meno
tempo.

[Luciano Buggio:]

> La forza di Lorentz quindi solo se sono le cariche ad essere in moto.
> Ok.
> Se le cariche non sono in moto ed il *campo magnetico varia* si dà
> luogo ad un campo elettrico che muoverà le cariche.

> Cosa vuol dire *il campo magnetico varia*?

In un punto (fisso) dello spazio varia nel tempo (in modulo o
direzione).

> Vuol dire "varia il flusso attraverso una superficie chiusa, giusto?

No, quella e` la legge riassuntiva che tiene conto di
entrambi gli effetti (induzione e Lorentz).

> Io posso muovere il magnete (col campo magnetico supposto a linee
> parallele, non divergenti) ortogonalmente rispetto al filo fermo senza
> che il filo sia investito da alcuna  variazione di campo magnetico.
> Quindi non si dovrebbe dar luogo ad alcun campo elettrico.

Non funziona cosi'. L'equazione e` rot E = -@B/@t, quindi in
una zona dove B non cambia rot E e` nullo, ma non vuol dire
che sia nullo E. Considera l'equazione analoga per
l'induzione magnetica: rot B = mu0 J + mu0 epsilon0 @E/@t.
Supponiamo E costante: rimane rot B = mu0 J. J e` la densita`
di corrente. Quell'equazione dice che lungo un filo percorso
da corrente rot B e` diverso da zero. Questo vuol forse dire
che un filo percorso da corrente crea un campo magnetico solo
dentro se' stesso? No, lo crea tutt'attorno, sempre piu'
debole al crescere della distanza dal filo. Il problema e`
che l'equazione, pur essendo corretta, non fornisce
direttamente la risposta alla domanda "quanto vale B a 1 cm
da un filo dove passa 1 ampere?". La risposta e` deducibile
da quel rot B, ma non in modo tanto immediato. Bisogna
pensarci su e lavorare sulle equazioni (il che ovviamente e`
gia` stato fatto da tempo, almeno per quel caso semplice
li').
Torniamo al tuo esempio. Se muovi un magnete, anche se lo fai
in modo da mantenere il filo in una zona di campo B omogeneo,
da qualche parte nelle zone circostanti B varia (non esistono
campi magnetici omogenei infiniti: le linee di campo sono
curve chiuse). Quelle zone di campo variabile inducono un
campo elettrico tutt'attorno, anche nella zona di campo
omogeneo dove si trova il filo. Anche in questo caso, non e`
per niente immediato calcolare quanto valga E in un caso
concreto. Tuttavia c'e` stato qualcuno che si e` occupato di
questa faccenda...

> Però il filo si carica alle estrmità.
> Non è stato Lorentz, non è stato Farady.
> Chi è stato?
> Einstein?

... come hai fatto a indovinare? :-)
Einstein ha reinterpretato l'intero elettromagnetismo
nell'ambito della teoria della relativita` speciale,
ottenendo altre equazioni che sono matematicamente
equivalenti a quelle classiche dell'elettromagnetismo (si
puo` dimostrare) pur essendo formalmente diverse e consentono
di risolvere gli stessi problemi in modo diverso. In
particolare, il campo elettrico indotto in un punto dello
spazio dal moto di un magnete a velocita` v si puo` calcolare
direttamente con una trasformazione relativistica del campo
magnetico in quel punto; non serve sapere altro. Viene fuori
che cio` che in un certo sistema di riferimento e` campo
magnetico, in un altro e` un po' campo magnetico e un po'
campo elettrico; e` un altro modo di vedere il fenomeno
dell'induzione. Il campo E indotto, calcolato con quella
trasformazione, e` perpendicolare sia a B che a v; ora cosi'
su due piedi non ho sotto mano la formula quantitativa, ma se
vuoi la cerco o me la ricavo.
Te lo ripeto a scanso di equivoci: non e` un'altra legge
fisica, e` un'astuta e innovativa riformulazione matematica
delle leggi precedenti. In linea teorica, sudando di piu', si
arriva allo stesso risultato usando la legge di Faraday.

Ciao
Paolo Russo


 
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