Spira (magnetismo)

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Una spira è un anello di materiale conduttore in grado di far circolare corrente su di sé. In particolare, si fa riferimento al termine spira quando si discutono gli effetti elettromagnetici della corrente:

Inoltre, la spira è il componente di base del solenoide e, più in generale, dell'induttore.

Equivalenza tra spira e ago magnetico[modifica | modifica wikitesto]

Sotto opportune ipotesi, una spira e un ago magnetico (o un magnete in generale) si comportano allo stesso modo, cioè:

  1. producono lo stesso campo magnetico ;
  2. posti in uno stesso campo , subiscono la stessa azione meccanica.

Enunciato[modifica | modifica wikitesto]

Purché esista la relazione , magnete e spira si equivalgono.

Gli elementi dell'equivalenza sono:

  • : momento di dipolo magnetico del magnete;
  • : corrente che percorre la spira;
  • : superficie della spira;
  • : versore perpendicolare al piano della spira.

Dimostrazione[modifica | modifica wikitesto]

Si può dimostrare che spira e magnete producono lo stesso campo magnetico sul proprio asse:

  • per la spira;
  • per il magnete (contributo del polo ).

Schematizzando il magnete con due poli, come fossero cariche puntiformi:

  • per il magnete,

per cui è evidente che i campi assiali saranno uguali quando (in modulo).

Per completare la dimostrazione, si parte dal momento meccanico agente sul momento di dipolo elettrico situato in un campo esterno . Per analogia si può scrivere col momento di dipolo magnetico e il campo magnetico.

Lo stesso vale per le energie potenziali:

Allora, una spira di area S subisce il momento : per questo, se allora ago e spira subiscono le stesse conseguenze meccaniche.

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