30/04/19 ASL Sapienza 1 0
Intensità del campo magnetico
Margaux Khalil (École Estienne), Julien Bobroff, Frédéric Bouquet (Laboratoire de Physique des solides, Université Paris-Sud and CNRS) opentp.fr/it
Livello : Difficile
1 giorno
L'esperimento consiste nello studiare la dipendenza del campo magnetico B con la distanza r dalla sorgente per varie sorgenti
La Fisica
La legge di Biot-Savert predice che il campo generato da un filo percorso da corrente ha intensità
B=A/r
con A=costante. Possiamo ipotizzare che,in generale,
B=A/r^a
con a=1 per il caso del filo percorso da corrente.Possiamo riscrivere la stessa relazione come
In(B)= In(A)-a In(r)
in modo che la relazione tra In(B) e In(r) sia lineare
- Arduino
- Pile
- Basetta collegamenti
- Magneti permanenti
- Scheda di collegamento GROVE
- Fili di collegamento
- Resistenza da 220
- Magnetometro GROVE SE-SEN12753P
Materiali
Step 1
Collega lo shield GROVE ad Arduino e connetti il magnetometro 3D con il cavetto in dotazione usando il connettore marcato I2C.
Taglia un pezzo di filo di rame e collegalo alla pila di 9V mettendo la resistenza in serie per limitare la corrente.
Fissa il magnetometro sul tavolo in modo da poter misurare la distanza dalla sorgente del campo.
Step 2
Programma la scheda Arduino in modo da leggere la tre componenti e calcolarne il modulo. Se necessario consulta ‘Scientific Arduino Programming’.
Non importa convertire i dati , in un’unità arbitrarie, in un’unità del SI: quel che c’interessa è l’andamento generale.
Misura l’intensità del campo in funzione della distanza tra la sorgente e il magnetometro.
Esegui le misure utilizzando un magnete permanente oppure con il filo da corrente.
Come varia l’intensità del campo con la distanza?
L’intensità dipende dall’orientazione della sorgente o dalla sua geometria?
Step 3
Riporta i dati su un foglio elettronico e fai un grafico del logaritmo della distanza.
In questo esempio puoi vedere il campo di un magnete permanente di forma cilindrica al variare della distanza dell’asse.
La pendenza di questa retta è il valore dell’esponente di r nell’espressione del campo. In questo caso abbiamo ottenuto a=2.5.
Sapresti predire l’andamento delle stesse misure nel caso in cui il campo sia prodotto da un filo percorso da corrente?
Step 4
Ripeti le misure usando un filo percorso da corrente. In questo caso la Legge di Biot- Savart prevede a=1.
Verifica la legge in questione misurando la pendenza della retta.
Il campo magnetico in generale diminuisce con la distanza dalla sorgente
Nel caso semplice di un filo percorso da corrente si trova B=A/r
In generale B(r) sarà una funzione di una potenza di r
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