Ripasso sul campo magnetico e sui suoi legami con il campo elettrico, campo magnetico generato da una corrente, forza tra correnti, forza elettromotrice indotta, legge di Faraday-Neumann ed equazioni di Maxwell

Il campo magnetico è un campo vettoriale generato nello spazio dal moto di una carica elettrica o da un campo elettrico variabile nel tempo. Insieme al campo elettrico, il campo magnetico costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dell’interazione elettromagnetica nello spazio.

Due modi diversi di vedere lo stesso fenomeno

In realtà, le equazioni relative al campo elettrico e quelle relative al campo magnetico, sono separate solo in apparenza, poiché sono proprio le cariche elettriche stesse che in movimento (come corrente elettrica) danno luogo al campo magnetico.

Tuttavia, siccome il fatto che le cariche elettriche siano ferme o in movimento, è relativo (cioè dipendente dal sistema di riferimento scelto per descrivere il fenomeno), diviene ugualmente relativo anche il fatto che si abbia a che fare con un campo elettrico o con un campo magnetico. Appare dunque naturale interpretare il campo elettrico e il campo magnetico come manifestazioni diverse di una singola entità fisica, detta campo elettromagnetico.

Le equazioni fondamentali dell’elettromagnetismo

Le equazioni di Maxwell (così dette poiché elaborate da James Clerk Maxwell) sono un sistema di equazioni differenziali che, insieme alla forza di Lorentz, costituiscono le leggi fondamentali che governano l’interazione elettromagnetica.

Utilizzate nella fisica classica, esprimono l’evoluzione temporale e i vincoli a cui è soggetto il campo elettromagnetico in relazione alle distribuzioni di carica e corrente elettrica da cui è generato.

Il contributo di Maxwell

Raggruppano ed estendono le leggi dell’elettromagnetismo, note fino alla metà del XIX secolo, tra cui la legge di Gauss per il campo elettrico e la legge di Faraday. Tale sintesi fu compiuta da Maxwell che, aggiungendo la corrente di spostamento alla legge di Ampère, rese simmetriche le equazioni che descrivono il campo elettrico e il campo magnetico in modo classico, ovvero non quantistico. Si rende visibile in questo modo come essi siano due manifestazioni di una stessa entità, il campo elettromagnetico. Il settore dell’elettromagnetismo che studia i campi elettromagnetici trascurandone gli aspetti quantistici è l’elettrodinamica classica.