campi elettromagnetici

Le basi dei campi elettromagnetici

I concetti di campo elettrico e campo magnetico vengono utilizzati in fisica per descrivere tutta una serie di fenomeni che riguardano il comportamento delle cariche elettriche.

In particolare il campo elettrico aiuta a comprendere la natura delle interazioni che avvengono a distanza fra cariche elettriche fisse nello spazio, mentre il campo magnetico viene introdotto nei manuali di solito associandolo alle forze, attrattive e/o repulsive generate dai magneti.

Se però si fa riferimento all'osservazione fatta nel 1820 dal fisico danese Oerstéd viene facile associare il campo magnetico anche alle cariche elettriche in movimento, laddove quello elettrico, come detto, descrive le forze intercorrenti fra cariche ferme. In ipotesi di stazionarietà è possibile procedere allo studio dei campi elettrico e magnetico considerandoli singolarmente. In particolare aggiungendo l'ipotesi di analizzare le cariche elettriche nel vuoto è possibile procedere ad una serie di esperimenti scientifici che portano alla formulazione delle quattro equazioni di Maxwell che sono la base dell'impalcatura metodologica "classica" che regge la branca della fisica nota sotto il nome di elettromagnetismo. Restando nel contesto della stazionarietà si può facilmente notare come le quattro equazioni siano equamente suddivise fra i campi: due sono relative al campo elettrico E mentre le restanti fanno riferimento al campo B di induzione magnetica. Se però si rimuove il vincolo della stazionarietà si scopre quanto invece le due entità E e B siano strettamente correlate: sempre in virtù del succitato esperimento di Oerstéd, infatti, la corrente elettrica creata dal movimento delle cariche elettriche genera a sua volta automaticamente un campo magnetico. Già da questa semplice osservazione, e senza invocare complesse formule matematiche, diventa pertanto abbastanza semplice desumere che campo elettrico e campo magnetico sono nei fatti manifestazioni diverse di una unica entità fisica che va sotto il nome di "campo elettromagnetico".

campi elettromagnetici


Applicazioni dei campi elettromagnetici

campi elettromagneticiE' facile intuire, dall'introduzione precedente, quanto complesso sia il tema dei campi elettromagnetici e quanto forti debbano essere le competenze soprattutto matematiche per poter analizzare il fenomeno nella sua interezza. Per quanto questa complessità sembri allontanare il concetto di campo elettromagnetico dall'esperienza quotidiana, è invece interessante notare quanto i campi elettromagnetici (noti anche attraverso il loro acronimo CEM) siano molto presenti nella vita di tutti i giorni. Non è sbagliato infatti considerare la generazione attuale come quella che più di tutte le precedenti nella storia dell'umanità ha un elevato grado di interazione con i CEM.

Per capire tutte le applicazioni industriali e civili che si basano sui CEM è opportuno farsi carico di una ultima legge della fisica: la legge di Faraday-Neumann. I due fisici che danno il nome alla legge scoprirono infatti che, sottoponendo un circuito elettrico ad un flusso di induzione magnetica variabile nel tempo, si genera in questo una forza elettromotrice (detta per questo forza elettromotrice "indotta"). Questa legge che può sembrare ai più incomprensibile è invece alla base del funzionamento di tutti i motori elettrici che permeano la nostra vita: dai colossali motori delle grosse navi da crociera sulle quali passiamo le nostre vacanze ai minuscoli motori che, ad esempio, azionano lo spazzolino elettrico con il quale puliamo i denti tutte le sere.

Grazie sempre alla stessa legge riusciamo a spiegare anche il funzionamento dei generatori ovvero di quelle macchine elettriche che generano energia elettrica a partire dall'energia meccanica: in questo caso basta infatti variare il flusso meccanicamente (ad esempio facendo girare lo stesso all'interno del campo di induzione magnetica) per "creare" la forza elettromotrice nello stesso. Le dinamo delle nostre biciclette funzionano pressappoco in questo modo. Pur essendo questi dispositivi presenti ovunque non si può parlare della nostra come di "generazione CEM" solo facendo riferimento a queste macchine elettriche. E' l'elettronica di consumo che ha portato i campi elettromagnetici (sotto forma di onde) ad essere fisicamente presenti ovunque. I campi elettromagnetici sono infatti alla base della telefonia mobile e di Internet in mobilità ed è grazie a loro che possiamo "chattare" con i nostri amici e guardare la televisione. Il livello di interazione fra l'uomo ed i CEM è ormai talmente alto che da tempo ci si sta ponendo la domanda di capire se e quanto queste interazioni facciano male alla salute. In questi casi, in attesa che la scienza e la statistica facciano il loro corso e si possa arrivare ad una risposta certa, vale sempre il vecchio adagio della moderazione e della prudenza nell'utilizzo.

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