NTA ha recentemente esteso la data ultima del JEE Main 2020 e questo apre la strada agli studenti per compilare il modulo di domanda, se non ancora. Oggi, stiamo coprendo un argomento importante dal Syllabus di Fisica JEE Main, cioè l’intensità del campo magnetico.
Intensità magnetica
L’intensità del campo magnetico (H) in qualsiasi punto del campo magnetico è definita come la forza sperimentata dal polo nord dell’unità in quel punto. In termini semplici, è una misura di quanto forte o debole sia qualsiasi campo magnetico. L’unità SI dell’intensità del campo magnetico è Ampere/metro (A/m).
Secondo David C Jiles, la definizione di intensità del campo magnetico è la seguente:
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“Un’intensità o forza del campo magnetico di 1 ampere per metro è prodotto al centro di una singola bobina circolare di conduttore di diametro 1 metro quando porta una corrente di 1 ampere.”
La densità di flusso magnetico (B) è il momento magnetico sviluppato per unità di volume di un materiale quando è posto in un campo magnetizzante. La relazione tra la densità di flusso magnetico e l’intensità del campo magnetico è data da :
B = μH
A volte, la definizione di intensità di flusso magnetico/densità e intensità del campo magnetico può essere confusa. La densità di flusso magnetico è la misura del numero di linee di flusso magnetico che passa attraverso un punto su una superficie. Si misura in tesla ed è una quantità vettoriale.
A parte le unità, B e H sono gli stessi nel vuoto. La differenza tra i due nasce in un materiale magnetizzato. All’interno di un materiale magnetico, il campo magnetico totale è la risultante di BO e BM prodotti a causa della magnetizzazione.
B = BO + BM
= μH + μM
= μ(H+M)
Hysteresis Loop
Quando un campione ferromagnetico è posto in un campo magnetizzante, viene magnetizzato per induzione magnetica. Al variare dell’intensità del campo magnetico H, l’induzione magnetica B non varia linearmente. La permeabilità μ non è costante e varia con H. Dipende anche dalla storia passata del campione.
Se l’intensità del campo magnetizzante H è gradualmente diminuita a zero, B diminuisce ma lungo un nuovo percorso ‘ab’. Si trova che l’induzione magnetica B non è zero anche dopo che H diventa zero. Ciò significa che il magnete non è smagnetizzato anche quando il campo magnetizzante è stato rimosso. L’induzione magnetica lasciata nel campione è chiamata magnetismo residuo o ritentività.
Il valore dell’intensità del campo magnetizzante inverso H richiesto per il magnetismo residuo di un campione per diventare zero è chiamato coercitività del campione.
Questo grafico disegnato per rappresentare la relazione tra intensità del campo magnetico H e densità di flusso magnetico B per un materiale posto nel campo magnetizzante è noto come curva di isteresi. E l’area chiusa ‘abcdef’ che rappresenta il ciclo di magnetizzazione di un campione ferromagnetico è chiamata loop di isteresi.
Calcolo dell’intensità del campo magnetico in diversi punti
-
Punto assiale
La forza esercitata dal polo nord del magnete nel punto P è :
Similmente, la forza esercitata da un polo sud nel punto P è :
La forza del campo magnetico nel punto P è :
Bassiale = F – F1
( 2l = m, momento di dipolo magnetico)
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JEE Mains Previous Paper 1 (Held On: 12 Apr 2019 Turno 2)
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Punto equatoriale
Quanto le grandezze delle componenti verticali di F e F1 si annullano, le loro componenti orizzontali si sommano.
Quindi
Bequa = Fcosθ + F1cosθ
= 2Fcosθ
= 
Se il magnete è molto corto,
Punti chiave sull’intensità magnetica
- Un campo magnetico di intensità o forza di 1 ampere per metro è prodotto al centro di una singola bobina circolare di conduttore di diametro 1 metro quando porta una corrente di 1 ampere.
- La densità di flusso magnetico (B) è il momento magnetico sviluppato per unità di volume di un materiale quando posto in un campo magnetizzante.
- Nel vuoto, la relazione tra H e B è data da B = μH. Dove μ è la costante di permeabilità.
- Per un materiale magnetico posto all’interno di un campo magnetico, la relazione diventa μ(H+M). Dove M è il momento magnetico per unità di volume.
- La relazione tracciata tra B e H è nota come la curva di isteresi.
- L’area all’interno della curva B-H rappresenta l’energia dissipata per unità di volume nel materiale quando è portato attraverso un ciclo di magnetizzazione.
- La formula dell’intensità del campo magnetico in un punto assiale è
- La formula dell’intensità del flusso magnetico in un punto equatoriale è
Questo era tutto sul concetto di intensità magnetica. Ricordatevi che questo è un argomento molto importante per l’esame JEE Main.
Come tutti sappiamo, la pratica è la chiave del successo. Pertanto, aumenta la tua preparazione iniziando la tua pratica ora.
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