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Legge di Ampere

Enunciato e formula della legge di Ampere

L’esperienza di Ampere mostra l’interazione esistente tra correnti che percorrono conduttori differenti.

In particolare presi due fili conduttori percorsi da corrente, Ampere notò che tra i due fili si generava una forza di attrazione o di repulsione a seconda che i versi con cui scorrevano le due correnti nei due fili fossero rispettivamente concorsi o discorsi:

Esperienza di Ampere

Inoltre scoprì sperimentalmente che tale forza risultava direttamente proporzionale alle intensità di corrente che scorrevano nei fili ed alla loro lunghezza mentre risultava inversamente proporzionale alla distanza a cui essi erano posti.

Origine della forza tra due fili percorsi da correnti

L’esperienza di Oersted e di Faraday mostrano rispettivamente che un filo percorso da corrente genera attorno a sè un campo magnetico ed un filo percorso da corrente inserito in una regione di spazio in cui è presente un campo magnetico subisce una forza.

Ora un filo percorso da corrente si comporta proprio come un magnete generando un campo magnetico che ha forma circolare attorno al filo con verso di percorrenza che si può stabilire tramite la mano destra.

Campo magnetico filo percorso da corrente

Se accostiamo due fili percorsi da corrente possiamo distinguere i due casi di versi di percorrenza delle correnti concordi e discordi. Nel caso di correnti concordi:

Campi magnetici correnti concordi

tra i fili si trovano il polo sud del primo conduttore e il polo nord del secondo filo: ricordando che poli opposti si attraggono è giustificato il fatto che i due fili si attrarranno tra di loro. In caso di correnti discordi:

Campi magnetici correnti discordi

questa volta tra i due fili si verranno a trovare i due poli sud dei due conduttori pertanto è giustificato il comportamento repulsivo visto che poli della stessa natura tendono ad allontanarsi tra di loro.

Formula della legge di Ampere

La forza con cui si attraggono o si respingono due fili percorsi da corrente è pari al prodotto della permeabilità magnetica nel vuoto per le due intensità di corrente che percorrono i due fili per la loro lunghezza diviso 2 volte pi greco per la distanza a cui sono posti i fili:

Formula della legge di ampere

Tale espressione rappresenta la formula della legge di Ampere; in essa μ0 rappresenta la costante di permeabilità magnetica nel vuoto che vale 4∙π∙10-7 N/A2.

Esercizio

Due fili lunghi 6,5 m sono disposti parallelamente tra di loro su di un piano orizzontale e sono collegati da una molla isolante posta nel punto medio di ognuno dei due fili. La corrente che scorre nel primo filo vale 45 A.

Quanto vale la corrente che scorre nel secondo filo e che verso deve avere rispetto alla corrente che scorre nel primo se si osserva che la molla (lunghezza a riposo 5,0 cm e K= 16 N/m) risulta compressa di 4,0 mm rispetto alla sua posizione di riposo?

Svolgimento dell'esercizio

Tra i due fili percorsi da corrente si instaura una forza così come descritto dall’esperienza di Ampere. In particolare in questo caso la natura di questa forza tra le correnti è di tipo attrattivo poiché la molla risulta compressa. Dunque i due versi delle correnti devono risultare uguali tra di loro.

La forza tra i due fili deve risultare alla forza elastica che comprime la molla. Per cui imponiamo che:

Legge di Ampere esercizio

in cui:

i1 = 45 A

d = 5,0 cm = 5,0 ∙ 10-2 m

K = 16 N/m

∆x = 4,0 mm = 4,0 ∙ 10-3 m

l = 6,5 m

Dobbiamo ricavare i2, dunque:

Soluzione esercizio sulla legge di ampere

Pertanto la corrente che scorre nel secondo filo vale 54,7 A.

Ti lasciamo infine alcuni link che ti potrebbero interessare:

Esercizio svolto sulla legge di Ampere

Spiegazione dell'esperienza di Oersted

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