Differenza principale: campo magnetico e flusso magnetico

Il campo magnetico e il flusso magnetico si riferiscono entrambi alle proprietà dei magneti. Il differenza principale tra campo magnetico e flusso magnetico è che il campo magnetico è una regione in cui i poli magnetici e le cariche in movimento subiscono una forza. A volte, il termine campo magnetico può essere utilizzato anche per riferirsi alla quantità di intensità del campo magnetico. Il flusso magnetico è una misura di quanto campo magnetico passa attraverso un'area.

Che cos'è un campo magnetico?

Un campo magnetico è una regione dello spazio in cui i poli magnetici e le cariche in movimento subiscono una forza (supponendo che non sia presente alcun campo elettrico perché possono anche esercitare forze sulle cariche). Più forte è il campo magnetico, più forte è la forza percepita. Un campo magnetico può essere rappresentato usando linee di campo magnetico. Un campo magnetico più forte ha le sue linee di campo magnetico più vicine. Una punta di freccia può essere disegnata sulla linea del campo magnetico in modo che le linee del campo puntino lungo la direzione del percorso seguito da un polo nord posto nel campo magnetico. La forma delle linee del campo magnetico può essere ottenuta inserendo limatura di ferro in un campo magnetico e consentendo loro di allinearsi.

Se un magnete a barra viene tenuto sotto un pezzo di carta e sulla carta viene spruzzata della limatura di ferro, la limatura si allinea lungo le linee immaginarie del campo.

Il intensità del campo magnetico (il densità di flusso magnetico)

può essere definita usando la forza

sentito da una particella di carica

attraversandolo ad una velocità

:

Se il campo magnetico è perpendicolare alla direzione del moto della particella, allora abbiamo,

Se il termine "campo magnetico" viene utilizzato per riferirsi a una quantità piuttosto che a una regione, molto probabilmente si riferisce all'intensità del campo magnetico. L'unità SI per misurare l'intensità del campo magnetico è il tesla (T). L'intensità del campo magnetico terrestre cambia da un luogo all'altro, ma è nell'ordine dei microtesla. I magneti utilizzati nelle macchine per la risonanza magnetica negli ospedali tendono a produrre campi magnetici di pochi tesla e il campo magnetico più forte che siamo riusciti a creare è di circa 90 T.

Cos'è il flusso magnetico?

Il flusso magnetico è una misura di quanto campo magnetico passa attraverso un'area. Pertanto, questa quantità dipende non solo dall'intensità del campo magnetico ma anche da un'area. Una spiegazione semplificata per il flusso magnetico è che il flusso magnetico fornisce il "numero" di linee di campo magnetico che attraversano l'area.

Tuttavia, la definizione formale per il flusso magnetico è data utilizzando il calcolo vettoriale. In questa definizione, il flusso magnetico

si trova integrando il campo magnetico su una superficie:

Per un campo magnetico uniforme di forza

passando perpendicolare ad un'area

, questo si semplifica in:

L'unità di misura del flusso magnetico è quindi T m². L'unità SI per misurare il flusso magnetico è il weber (Wb), con 1 Wb = 1 T m².

Legge del magnetismo di Gauss dice che il flusso magnetico totale attraverso una superficie chiusa è 0. Ciò significa che le linee del campo magnetico formano anelli chiusi e, quindi, che un polo nord non può esistere senza un polo sud e viceversa. Tuttavia, esistono teorie che prevedono l'esistenza dei cosiddetti “monopoli magnetici”, sebbene nessun esperimento li abbia ancora scoperti.

Differenza tra campo magnetico e flusso magnetico

Cosa descrive

Campo magnetico descrive una regione in cui si può percepire una forza magnetica.

Flusso magnetico descrive la quantità di campo magnetico che attraversa un'area.

Dipendenza dall'area

Campo magnetico dipende solo dal magnete che lo produce.

Flusso magnetico dipende non solo dal magnete che produce il campo ma anche dalle dimensioni e dall'orientamento di un'area.

Unità di misura

L'unità SI per misurare intensità del campo magnetico è la tesla (T).

L'unità SI per misurare flusso magnetico è il weber (Wb); 1 Wb = 1 T m2.

Cortesia dell'immagine

“Il campo magnetico di un magnete a barra rivelato dalla limatura di ferro su carta…” di Newton Henry Black (Newton Henry Black, Harvey N. Davis (1913) Practical Physics, The MacMillan Co., USA, p. 242, fig. 200) [Dominio pubblico], tramite Wikimedia Commons