Campo elettromagnetico

CAMPO ELETTROMAGNETICO

La variazione del flusso magnetico genera un campo elettrico; le linee di forza del campo elettrico indotto sono perpendicolari a quelle del campo magnetico. Allo stesso modo la variazione del flusso del campo elettrico induce un campo magnetico variabile le cui linee sono perpendicolari a quelle del campo elettrico.
In entrambi i casi nella stessa regione sono presenti due campi variabili, uno magnetico e l’altro elettrico, cioè un campo elettromagnetico.

generato da una corrente alternata
Attorno ad un conduttore rettilineo percorso da corrente alternata ad alta frequenza si genera un campo magnetico B alternato le cui linee di campo sono circolari. Se una spira S1 è posta nelle vicinanze del filo, viene attraversata da un flusso magnetico variabile, quindi per la legge di Faraday-Neumann è percorsa da una corrente indotta dovuta a un campo elettrico indotto, anch’esso alternato come la causa che l’ha generato. La corrente indotta nella spira S1 genera, a sua volta, un campo magnetico B1 le cui linee di forza attraversano la spira S2 posta nelle vicinanze. Quest’ultima è percorsa da una corrente indotta che a sua volta genera un campo magnetico B2 e così via. Campi variabili in una zona creano campi variabili nelle zone vicine.
Come risultato si ottengono un campo magnetico e un campo elettrico variabili che si sovrappongono e si propagano nello spazio, cioè un campo elettromagnetico
Il campo elettromagnetico si propaga come un’onda trasversale; la direzione di propagazione è perpendicolare sia al vettore E, sia al vettore B.

Velocità di propagazione del campo elettromagnetico
Maxwell dimostrò per via teorica che il campo elettromagnetico si propaga nel vuoto con la velocità c=3×108 m/s; in qualunque altro mezzo la velocità v del campo è minore di c:

Il campo trasporta energia
In un’onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto tra le intensità del campo elettrico e del campo magnetico sussiste la relazione

Nel vuoto la densità di energia del campo elettrico è

mentre la densità di energia del campo magnetico è

La densità di energia totale è la somma della densità di energia dei due campi

e, in base alla relazione tra i moduli di E e B, l’energia è equamente suddivisa tra il campo elettrico e quello magnetico:

L’energia si propaga con la stessa velocità del campo.