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Campi elettrico , gravitazionale e magnetico - Analogie e differenze

fisica


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Campi elettrico , gravitazionale e magnetico

Analogie e differenze


Per campo si intende l'insieme dei valori ,delle grandezze (che variano nello spazio), assunti dopo l'alterazione.

Per ora siamo venuti a conoscenza di 3 diversi tipi di campi:

  1. campo elettrico ;
  2. campo gravitazionale;
  3. campo magnetico.

Definiamo meglio il concetto di campo: in generale è il risultato della modificazione di una certa regione di spazio causata da un oggetto fisico che è la sorgente del campo stesso (ad esempio, una carica elettrica, una calamita o una stella. Quindi ogni regione dello spazio in cui una carica elettrica è soggetta a una forza di tipo elettrico è detta campo elettrico, mentre la regione di spazio che si trova vicino ad un magnete o a un conduttore percorso da corrente è sede di un campo magnetico.




La distinzione pratica dei campi è semplice, per esempio, se si vuole verificare se un tondino di ferro si sia magnetizzato dopo un particolare trattamento, cioè se esso sia diventato una sorgente di un campo magnetico, basta verificare se il tondino è riesce ad influenzare un ago magnetico, mentre per vedere se è caricato elettricamente è sufficiente invece controllare se è in grado di far divergere le foglioline di un elettroscopio. Il campo di cui abbiamo esempi concreti ogni giorno è il campo gravitazionale del nostro pianeta, che si verifica ogni volta che cade un oggetto per terra, mostrando come tutti i corpi siano sottoposti all'attrazione, invece di essere liberi di fluttuare nello spazio.

Del campo elettrico si aveva già una vaga idea nell'antichità, infatti tutti sappiamo che, se strofiniamo su della lana un oggetto di plastica, questo si carica elettricamente ed attira piccoli pezzi di carta. Questo noto agli antichi (si deve la scoperta a Talete di Mileto) che, pur non possedendo ancora la plastica, ottenevano lo stesso fenomeno con l'ambra, resina fossile che i greci chiamavano "elektron" (da cui deriva il termine elettricità).

Uno spazio è sede di un campo elettrico quando in ogni suo punto una carica di prova positiva in esso posizionata risente di una forza elettrica.

La formula di questo campo è:

F

E = ―-                            qui possiamo osservare una prima analogia con il campo gravitazionale la

+q cui formula è →

→ P

g = ―-

m

Per avere un'idea "grafica" del campo elettrico ci si serve di: linee di forza, queste danno la direzione dei vettori campo elettrico nei vari punti dello spazio, le frecce ne indicano il verso. Si possono definire «linee la cui tangente in ogni punto ha la stessa direzione del campo in quel punto». Queste linee sono più fitte nelle vicinanze delle cariche e più rade maggiore è la distanza, questo ci dà una rappresentazione dell'intensità del campo.



A questo punto possiamo osservare una seconda analogia con le linee del campo gravitazionale, ma che a differenza di quelle del campo elettrico, sono chiuse, così come quelle del campo magnetico.

Come per il campo elettrico, anche per il campo magnetico è possibile tracciare le linee di forza. Ma visto che, per il campo magnetico, non è possibile isolare il nord dal sud, queste linee immaginarie, in ogni punto delle quali l'ago magnetico si dispone in modo tangente, saranno sempre chiuse.

Le linee del campo elettrico, sono aperte perchè non è possibile raggiungere con un percorso chiuso uno stesso punto seguendo una linea di forza sempre con lo stesso verso,dato che hanno origine dalle cariche positive(cioè "escono" da loro) e hanno fine su quelle negative.


Ma le linee di forza del campo elettrico hanno due proprietà in comune con le linee di forza del campo magnetico:

-si addensano dove l'intensità del campo è maggiore;

-e non si incrociano mai.

Un'altra analogia è la definizione: in una certa regione dello spazio è sede di un campo magnetico se in tutti i punti di quello spazio è presente una forza magnetica.

La definizione di campo magnetico è analoga a quella precedente di campo elettrico. Anche se le forze esercitate nei due tipi di campi hanno caratteristiche diverse.

Anche il modo di misurarele due forze è differente, per il campo elettrico si utilizza una carica di prova, mentre per il campo magnetico si utilizza, almeno come punto di partenza nello studio di questo un ago magnetizzato, come per esempio l'ago di una bussola.

Inoltre il campo elettrico è, come quello magnetico, un campo di natura vettoriale (infatti ad ogni punto dello spazio in cui agisce, ad esempio il campo elettrico, è associato un vettore che rappresenta l'intensità la direzione e il verso di azione del campo stesso e possiamo affermare lo stesso per il campo magnetico.

Un'ultima differenza è che il campo elettrico, può essere attrattivo o repulsivo, mentre il campo gravitazionale è solamente di tipo attrattivo.






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