CAPITOLO I
GENERALITA'

Cosa è il magnetismo

Classificazione delle sostanze

La curva di isteresi

La curva di smagnetizzazione

Dipendenza dalla temperatura delle caratteristiche magnetiche

Interazioni tra campo magnetico e corrente elettrica

Classificazione delle sostanze

L'azione di sottoporre un materiale all'azione di una calamita consiste nel misurare cosa si induce nel materiale (cioè l'induzione detta B) in funzione dell'intensità del campo generante l'effetto (detta forza magnetica H); più avanti discuteremo di come effettuare le misure.
Per ogni punto dello spazio B è proporzionale ad H, cioè vale la relazione:

B = m H [1]

Il coefficiente di proporzionalità m si chiama permeabilità magnetica della sostanza; m viene scissa in due fattori, il primo m₀ che è detto permeabilità del vuoto (e praticamente dell'aria) e m_r, che è il rapporto tra m misurata e m₀, permeabilità relativa caratteristica della sostanza.
Se interessa (come nel caso delle curve di isteresi) studiare le proprietà intrinseche del materiale in esame, bisogna scindere in B la parte dovuta al campo generante B₀ da quella B₁ indotta, il che significa alla misura di B sottrarre quella forza magnetica H che si avrebbe in ogni punto dello spazio occupato dal magnete se si togliesse il materiale magnetico stesso, cioè:

B = B₀ + B₁ = m₀ H + J = m₀ H + 4pM [2]

essendo la polarizzazione J proporzionale al campo H, possiamo scrivere J = cH,, e la [2] diviene:
B = m₀H + m₀cH =m₀ (1 + c)H = mH dove m=m₀ (1+c ) =m₀m_r [2a]

diamagnetici: c <0 (~-10^-6) m_r<1
paramagnetici: c >0 (~10^-6) m_r>1
ferromagnetici: c >>0 (>10³) m_r>>1

Le sostanze diamagnetiche sono quelle i cui atomi non hanno momento magnetico, l'applicazione di un campo magnetico provoca, per la legge di azione e reazione, una variazione della distribuzione delle correnti elettroniche che tende ad opporsi al campo applicato; esse vengono respinte dal campo magnetico. Le sostanze paramagnetiche sono invece quelle formate da atomi che hanno un momento magnetico proprio, il campo applicato tende quindi ad allinearli; a questo effetto si sovrappone sempre una componente diamagnetica.

Fig. 1 Andamento delle linee del campo magnetico nei vari tipi di sostanze. Si noti che per le linee all'interno della sostanza ferromagnetica sono molto concentrate e annullano il campo all'interno della cavità. Questa proprietà viene utilizzata per creare schermature magnetiche.

Sono ferromagnetiche le sostanze la cui struttura permette un allineamento spontaneo dei momenti magnetici; lo studio del loro comportamento all'applicazione di un campo magnetico porta alla conoscenza del ciclo di isteresi; per esse m_r>>1 dipende dal valore di H.

Fig. 2 - Andamento delle linee B ed H in una barretta di magnete permanente. Si noti che all'esterno del magnete B ed H coincidono.

Nel sistema CGSem si pone m₀ = 1, quindi m = m_r; nel sistema MKS si pone m₀=4p10^-7. E' ovvio che m_r èuguale per entrambi i sistemi di misura, essendo una proprietà intrinseca del materiale.