Flusso Magnetico

Consideriamo un campo magnetico uniforme, avente induzione B costante. Isoliamo‘ una superficie di area S, perpendicolare a B, come la superficie a) di fig. 3.1. Il prodotto B*S definisce una nuova grandezza, detta flusso magnetico (simbolo Φ).

Fig 3.1 – Flusso attraverso una superficie

A parità di induzione il flusso è direttamente proporzionale all’area considerata; per una data area, il flusso è proporzionale all’induzione. L’unità di misura del flusso è il weber (simbolo Wb), e corrisponde al flusso ché attraversa una superficie di 1 m2, perpendicolare ad un campo avente l’induzione di 1 tesla.

Inversamente, si ha l’induzione media di 1 tesla quando il flusso di 1 Wb attraversa una superficie di 1 m2; questo giustifica la denominazione di Wb/m2 che spesso viene utilizzata per il tesla.

Dalle definizioni date si ricava inversamente che l’induzione rappresenta la densità del flusso magnetico attraverso una superficie. In fig. 3.1 la superficie b) ha la stessa. area di a), ma forma con il vettore B un angolo α ≠ 9O°. Essa è investita perciò da un flusso minore, secondo l’espressione .

La superficie c) è parallela a B; essa non è attraversata da alcun flusso, poiché α = O, e quindi è pari a zero anche il prodotto B*S sen α

Se B non è costante su S, dobbiamo suddividere la superficie in tante parti ΔS, abbastanza piccole perché al loro interno si possa considerare B costante. Il flusso complessivo attraverso S sarà dato dalla somma di tutti i flussi elementari, calcolati per ciascun ΔS.

Fig 3.2 – Tubo di flusso

In fig. 3.2 sono indicate le linee di induzione di un generico campo magnetico. La superficie S1 è attraversata dal flusso Φ1

Lo spazio racchiuso dalle linee di induzione che attraversano S1 costituisce un tubo di flusso. La superficie laterale del tubo non è attraversata da alcun flusso, perché in ogni suo punto è parallela al vettore induzione B (sen α = 0).

Attraverso tutte le successive sezioni trasversali del tubo il flusso si conserva costante, e quindi Φ2 attraverso S2 è uguale a Φ1, attraverso S1.

L’induzione media nelle due superfici vale

L’induzione è minore in corrispondenza della superficie di area maggiore; questa presenta anche una minore densità delle linee di induzione.

Possiamo dunque concludere che, in una data regione del campo magnetico, la densità delle linee di induzione è direttamente proporzionale al modulo dell’induzione B. Se, spostandosi attraverso un campo magnetico, l’induzione B decresce, le linee di induzione si diradano; se invece B aumenta le linee di induzione si infittiscono.

Se infine B è costante in una certa regione, le linee di induzione risultano rettilinee, parallele ed uniformemente distribuite.

Le linee di induzione costituiscono un mezzo grafico per visualizzare il campo magnetico e risultano spesso cosi evidenti che è possibile confonderle con il campo magnetico stesso.

Per non cadere in questo errore non dimentichiamo la definizione di campo magnetico: è una porzione di spazio dove si associa ciascun punto un ben preciso vettore B misurabile per mezzo della forza esercitata su una corrente.

Per rappresentare graficamente un campo magnetico si preferisce ricorrere alle linee di induzione, che con la loro direzione indicano la direzione del vettore B, con la loro densità ne indicano il modulo e che inoltre delimitano i tubi di flusso.

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