Campo magnetico di un filo percorso da corrente
1 · Prevedi
Un filo rettilineo porta corrente costante. Allontanando un punto di prova, il campo magnetico cala come quello di una carica elettrica?
- Sì: cala come 1/r².
- Non dipende dalla distanza.
- No: il campo del filo cala diversamente — la corrente è una sorgente estesa (linea), non un punto.
2 · Configurazione
- Apri il preset campo del filo e premi Reimposta. Il filo porta 8 A su un segmento di 4.8 m.
- Attiva la lettura di campo.
- Imposta la distanza perpendicolare dal centro per ogni prova e registra il campo.
3 · Raccogli dati
| Distanza perpendicolare d (m) | Intensità |B_z| (µT) |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 2.00 |
Traccia |B_z| (asse y) contro 1/d (asse x) per le tre prove. Più lineare che contro 1/d²?
4 · Analizza
- Per una prova, calcola |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) usando μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m; I = 8 A; L_half = 2.4 m. Confronta con la tabella.
- Confronta la forma con la formula del campo elettrico dell'esperimento carica lineare. Spiega perché asta carica finita e filo finito danno la stessa dipendenza: ~1/d vicino, ~1/d² lontano.
5 · Estendi
- Per un filo infinito idealizzato, il campo si semplifica al classico B = μ₀I/(2πd) — un netto calo 1/d. A quale distanza, rispetto ai 4.8 m di lunghezza di questo filo, ti aspetteresti che la formula del filo finito di questo esperimento coincida da vicino con quell'approssimazione del filo infinito?
- Un ago magnetico vicino a un filo devia per allinearsi al suo campo. Con la regola della mano destra, spiega perché il campo circonda il filo invece di puntare radialmente come quello elettrico.
La fisica dietro questo esperimento
Campo di un filo finito
La legge di Biot–Savart, integrata su un filo rettilineo finito, dà un campo che circonda il filo e dipende da distanza perpendicolare e lunghezza con la stessa forma interpolante di una linea di carica finita.