Cos'è una forza di campo magnetico?
La forza del campo magnetico è l'effetto che un campo magnetico esercita o agisce su una particella carica, come una molecola, quando si passa attraverso quel campo.Queste forze esistono in qualsiasi momento, c'è una molecola caricata elettricamente vicino a un magnete o quando l'elettricità passa attraverso un filo o una bobina.La forza del campo magnetico può essere utilizzata per alimentare i motori elettrici e per analizzare le strutture chimiche dei materiali a causa del modo in cui le particelle lo rispondono.
Quando la corrente elettrica viene passata attraverso un filo, il flusso di elettroni crea un campo magnetico, creando una forzache può agire su altri materiali.Un esempio comune di forza di campo magnetico è un motore elettrico, che utilizza un rotore in movimento con fili arrotolati attorno a esso, circondato da uno statore con bobine aggiuntive.Quando una corrente elettrica viene applicata alle bobine dello statore, creano un campo magnetico e la forza di quel campo crea coppia che muove il rotore.
La direzione della forza del campo magnetico può essere descritta usando quella che viene chiamata la regola della mano destra.Una persona può puntare il pollice, l'indice o il primo dito e il secondo dito in tre diverse direzioni, spesso chiamate asse X, Y- e Z.Ogni dito e il pollice dovrebbero essere a 90 gradi l'uno dall'altro, quindi se la persona punta l'indice verso l'alto, il secondo dito punta a sinistra e il pollice punta direttamente sulla persona.
usando questa disposizione delle dita, ciascunaIl dito mostrerà le direzioni del flusso elettrico (il dito indice), il campo magnetico (il secondo dito) e la forza del campo magnetico risultante (pollice).Quando le quattro dita della mano sono arricciate verso il palmo, questo mostra la direzione del campo magnetico con il pollice che indica ancora la direzione della forza.L'uso della regola della mano destra è un modo semplice per gli studenti che imparano i campi magnetici per vedere gli effetti delle attuali e delle forze che risultano.
I campi magnetici possono essere molto utili in laboratorio per l'analisi dei materiali.Se un materiale deve essere identificato o suddiviso nei suoi componenti molecolari, il campione può essere ionizzato, il che cambia il materiale in un gas con cariche elettriche positive o negative.Questo gas ionizzato viene quindi passato attraverso un forte campo magnetico ed esce in un'area di raccolta.
La massa o il peso di ciascuna particella ionizzata del campione di prova risponde in modo diverso alla forza del campo magnetico e le particelle sono leggermente piegate da una direzione dritta.Un dispositivo di raccolta si registra in cui ogni particella colpisce il rivelatore e il software può identificare la molecola da come interagisce con il campo.Un tipo di dispositivo che utilizza questa tecnologia è chiamato spettrometro di massa ed è ampiamente utilizzato per aiutare a identificare sostanze sconosciute.
Un altro uso di campi magnetici per causare cambiamenti nei materiali ionizzati è un acceleratore di particelle.Alla fine del XX secolo, il più grande acceleratore di particelle costruito in quel momento si trovava al confine tra Svizzera e Francia, con 17 miglia (27 chilometri) di acceleratore in profondità in un grande ciclo.L'attrezzatura ha approfittato della forza del campo magnetico per accelerare rapidamente le particelle cariche nel ciclo, dove ulteriori campi hanno continuato ad accelerare o accelerare le particelle cariche.
Mentre le particelle ad alta velocità circondavano il grande collettore, sono state gestite da altre magnetichecontrolli sul campo e inviati alle collisioni con altri materiali.Questa attrezzatura è stata costruita per testare collisioni ad alta energia simili a quelle osservate al sole o altre stelle e durante le reazioni nucleari.La posizione sotterranea è stata utilizzata per impedire alle particelle di spazio che interferisce con i risultati del test, poiché gli strati di roccia sopra l'acceleratore assorbono energia e ioni ad alta velocità.