Campo di induzione magnetica

Un "campo vettoriale", come il vettore intensità del campo elettrico o del campo induzione magnetica, può essere descritto convenientemente mediante le sue "linee di forza".
Queste possono essere individuate da una loro proprietà: in ogni loro punto, esse hanno per tangente la direzione del campo.
Per ogni punto passa una linea di forza; quindi, in una loro rappresentazione grafica, ne vanno riportate solo alcune.
Per il campo elettrico e per il campo magnetico, conviene scegliere un'apposita convenzione (Faraday), in base alla quale, in ogni zona, esse risultano più dense dove è maggiore l'intensità del campo.

Nella figura viene riportato l'andamento delle linee di forza del campo induzione magnetica generato dalla corrente che percorre la bobina, disposta sul riquadro in basso. Il disegno si riferisce solo ad un quadrante ; gli altri si ottengono per simmetria.
Mediante una seconda bobina, di dimensioni notevolmente minori, si può osservare con l'oscilloscopio la differenza di potenziale indotta dal campo generato dalla bobina più grande, quando è percorsa da corrente alternata.
E' disponibile una torretta con base 4cm X 4cm che porta la bobina più piccola che deve risultare alla stessa quota del foro centrale della bobina grande.
Ruotando intorno al suo centro, il supporto della bobina indotta, si varia la giacitura delle spire; il segnale sull'oscilloscopio risulta massimo o minimo (quasi nullo), rispettivamente, quando tale giacitura è perpendicolare o parallela alle linee di forza.

Invero, per le leggi dell'elettromagnetismo, il segnale osservato dipende dai coseni degli angoli, tra la comune giacitura delle spire e le direzioni delle linee di forza, ad esse concatenate.

Esercitazione pratica su misure di campo di induzione magnetica

Disporre la bobina sul foglio allegato in modo da coprire solo il disegno parziale della sua proiezione : la bobina risulterà in parte fuori del foglio, mentre il suo foro centrale sarà allineato con la fila di quadrati (4cm X 4cm) disegnati.

Disporre il supporto della bobina piccola in modo da coprire uno dei quadrati disegnati ed in modo tale che la bobina grande e la bobina piccola abbiano gli avvolgimenti paralleli.
Alimentare la bobina grande con una tensione alternata di valore efficace di circa 8 volts (oppure di 24 volts; in tal caso fare ben attenzione ad utilizzare tutto l'avvolgimento,connettendo la bobina con le boccole estreme).
La corrente conseguente genera un campo di induzione magnetica che varia nel tempo e che quindi induce nella bobina piccola una d.d.p. misurabile all'oscilloscopio; riportare tale valore sulla linea tratteggiata ortogonale alla torretta di supporto. Tale valore, approssimativamente, risulta proporzionale al campo suddetto nel centro della bobina indotta.
Ripetendo per le varie posizioni, corrispondenti ai quadrati disegnati, si ottiene graficamente l'andamento di tale campo lungo l'asse della bobina generatrice, in funzione della posizione del punto di misura .
Si osservi all'oscilloscopio il segnale indotto; per la sua misura conviene disporre l'oscilloscopio in xy per cui tale segnale si riduce ad un segmento (orizzontale o verticale a secondo che si usi il canale x o il canale y); mediante i traslatori si puo' disporre tale segmento in prossimita' di una linea con la suddivisione fine.
Poiche' si tratta di una quantita' soltanto proporzionale all'entita' del campo, e' inutile riportare il valore della tensione, ma e' sufficiente esprimerlo in divisioni e sottodivisioni ed e' pertanto immediato riportare il suo punto rappresentativo sul foglio appositamente grigliato.
In tal caso (misure relative) si puo' agire sullo "scalibratore" in modo da far corrispondere al segnale piu' alto una figura che occupa tutto lo schermo, ottenendo il minimo errore relativo di lettura.