Esperienza di Oersted

L'esperienza di Oersted è un esperimento che ha dimostrato, per la prima volta, che esiste una relazione tra i fenomeni elettrici e i fenomeni magnetici, dall'osservazione di una bussola situata in prossimità di un filo rettilineo percorso da corrente.

 

Fin qui abbiamo parlato sempre e solo di campi magnetici generati da magneti e calamite, come d'altronde hanno fatto i più eminenti fisici fino al 1820. In quell'anno, però, un fisico danese fece una scoperta strabiliante mediante un semplice esperimento...

 

L'esperienza di Oersted segna di fatto gli albori della teoria dell'Elettromagnetismo, e mostra in modo chiaro e inequivocabile che esiste una qualche relazione tra i campi elettrici e quelli magnetici. Vediamo in cosa consiste. ;)

 

La bussola e l'interferenza tra i campi magnetici

 

Prendiamo una bussola e osserviamola: il suo ago è orientato lungo una direzione precisa, e cioè lungo la congiungente i due poli magnetici terrestri, il polo nord e il polo sud.

 

Se ci spostiamo o cerchiamo di mettere in movimento l'ago lo vedremo ruotare e oscillare, ma a un certo punto si fermerà nuovamente disponendosi lungo la direzione iniziale. È così che la bussola ci permette di orientarci verso il nord geografico (situato in prossimità del sud magnetico).

 

Sappiamo il funzionamento della bussola è dovuto al campo magnetico terrestre; l'ago magnetico cerca infatti di orientarsi lungo la linea di campo che passa per il punto in cui si trova, indipendentemente dal luogo geografico.

 

Il problema nell'utilizzo della bussola è che nelle sue vicinanze possono esserci dei campi magnetici esterni tali da disturbare l'ago, e da farlo orientare lungo una direzione differente. Si tratta di un fenomeno semplicissimo da osservare, perché basta avvicinare un qualsiasi magnete all'ago e vedere come quest'ultimo ruoti verso in una direzione diversa. In questo caso il campo del magnete risulta essere più intenso di quello terrestre e la bussola è costretta a seguire le linee di campo del più forte.

 

L'esperienza di Oersted: elettricità e magnetismo

 

Lo stesso tipo di fenomeno è stato osservato nel 1820 dal fisico danese Hans Oersted nell'ambito di un semplice esperimento. Prendiamo un filo conduttore rettilineo e disponiamolo parallelamente alle linee del campo terrestre; prendiamo poi una bussola e poniamola accanto al filo. L'ago si direzionerà parallelamente alla linea di campo magnetico, e quindi parallelamente anche al filo.

 

 

Esperienza di Oersted - Filo parallelo

Esperienza di Oersted: filo parallelo alle linee di campo geomagnetico.

 

 

Colleghiamo le estremità del filo a una pila in modo da creare un circuito elettrico; nel filo ora scorre una corrente continua.

 

Se avviciniamo una bussola al filo, quello che si osserva è che l'ago della bussola ruota; inoltre più aumenta l'intensità della corrente che scorre nel filo, più l'ago tende a disporsi perpendicolarmente a quest'ultimo.

 

 

Esperienza di Oersted - Filo percorso da corrente

Esperienza di Oersted con filo percorso da corrente.

 

 

Il risultato è sorprendente: il filo genera un'interferenza del tutto analoga a quella di un magnete situato vicino alla bussola. È chiaro quindi che il filo percorso da corrente crea attorno a sé un campo magnetico, che obbliga l'ago della bussola ad assumere una direzione diversa da quella dettata dal campo magnetico terrestre.

 

L'ago è quindi soggetto a una forza data dalla sovrapposizione dei due campi; se si incrementa il valore della corrente nel filo, il campo magnetico diventa via via più intenso; la sua intensità cresce fino a superare quella del campo magnetico terrestre, diventa predominante e induce l'ago a disporsi perpendicolarmente al filo.

 

La sintesi dell'esperienza di Oersted è che una corrente elettrica genera nello spazio un campo magnetico; l'elettricità può essere una fonte di campo magnetico. Il magnetismo allora non è qualcosa che ha a che fare soltanto con i magneti e con il ferro, ed è un fenomeno molto più esteso.

 

La scoperta di Oersted è fondamentale, perché ha permesso di capire che i fenomeni elettrici e i fenomeni magnetici non sono indipendenti e che sono strettamente legati l'uno all'altro, gettando così le basi per la teoria dell'Elettromagnetismo.

 

 


 

Nella prossima lezione vedremo che esiste una formula che permette di calcolare l'intensità del campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente (caso contemplato dall'esperimento di Oersted), detta legge di Biot-Savart, secondo cui il campo magnetico è direttamente proporzionale alla corrente che fluisce nel filo ed è inversamente proporzionale alla distanza dal filo.

 

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Alessandro Catania (Alex)

 

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