Lavorando sul quesito da me posto qualche giorno fa, mi sono
molto accapigliato con il concetto di forza elettromotrice,
che sospetto metta in imbarazzo anche altri, oltre a me. Ho
consultato molti libri, senza arrivare a una comprensione
del tutto soddisfacente.
L'aspetto che mi crea piu' difficolta' e' il seguente:
qual e' la definizione di forza elettromotrice? Ne trovo
due:
1. lavoro per unita' di carica;
2. integrale di linea del campo elettrico.
Alcuni autori passano tranquillamente dall'una all'altra.
Il loro ragionamento sembra essere: il lavoro e' l'integrale
di linea della forza; dividendolo per la carica, ottengo
l'integrale di linea di (forza/carica), cioe' del campo
elettrico. Ma e' giusto questo ragionamento? Qualsiasi
forza che agisca su una carica, divisa per la carica stessa,
individua un campo elettrico? E se io la carica la sposto
"a mano", come in un generatore di Van der Graaf? A me sembra
piu' ragionevole assumere come definizione la 1, e osservare
che quando la forza che compie lavoro motore sulle cariche
e' un campo elettrico (per es. un campo indotto), allora
la fem risulta uguale al contenuto della def. 2.
Guardo sul Jackson. All'inizio del cap. 6 trovo la fem
definita come circuitazione di E (la 2, quindi). Subito dopo
arriva la legge di Faraday, che lega la fem indotta alla
variazione del flusso magnetico concatenato. Jackson
scrive che la circuitazione di E e' uguale alla derivata
temporale *totale* del flusso. Dunque, ci mette dentro la
variazione dovuta alla variazione del campo B (quella che
compare nella forma differenziale dell'equazione di Maxwell
corrispondente) *piu'* la variazione dovuta al moto del
circuito.
Ma perche' questo secondo pezzo dev'essere anche lui la
circuitazione di un campo elettrico? A me sembra che sia
perfettamente spiegato dalla forza magnetica di Lorentz
sulle cariche in moto! Mi tornerebbe che la derivata
temporale totale del flusso fosse la fem nel senso 1, e
che la derivata temporale *parziale* fosse la circuitazione
di E. Ma Jackson identifica circuitazione di E e fem, cosi'
non e' questa la risposta.
Feynman, nel capitolo 17 del secondo volume, dice in modo
esplicito che la "regola del flusso" riassume due fenomeni
diversi, uno dovuto alla forza magnetica di Lorentz (se il
flusso varia per il moto del circuito), un altro dovuto a
un nuovo campo E, non conservativo (per la parte di flusso
che varia a causa del variare di B). Purtroppo in questo
punto Feynman e' molto succinto. Parla comunque di fem
soltanto in relazione alla variazione complessiva del
flusso, e di E soltanto nel caso di un campo B variabile.
Un altro libro (Dobbs) parla dell'asta in moto in un campo
B uniforme e costante e discute la forza magnetica qv x B.
Afferma che tale forza genera una distribuzione di cariche
(OK) e quindi un campo E (OK). Ma questo campo, secondo me,
e' come quello ai capi di un generatore di tensione. A me
non sembra un campo indotto, ma un banale campo elettrostatico.
A muovere le cariche lungo l'asta e' qv x B, mica qE. Se la
tensione cosi' prodotta viene usata per fare passare corrente
in un circuito, a me sembra che la circuitazione di E sia
nulla lungo tale circuito.
Ma insomma, che cos'e' un campo E? E', in maniera del tutto
generale, il rapporto fra la forza agente su una carica, di
qualunque natura essa sia, e la carica stessa? Non mi sembra
giusto. Ma allora?
Se non avete tempo per rispondermi, almeno fatemi sapere se
io sono l'unico idiota che non ha capito come funziona la
faccenda.
Grazie.
============================================================
Paolo Cavallo " I am a teacher at heart, and
there are moments in the classroom
when I can hardly hold the joy. "
P. J. Palmer, 1998
paolo.cavallo_at_iperbole.bologna.it
http://www.alberghetti.it/paolo.cavallo/pc.htm
============================================================
EMERGENCY - UNO STRACCIO DI PACE - www.emergency.it
Received on Mon Feb 11 2002 - 12:05:59 CET