99. Effetti magnetici della corrente. — La corrente che traversa un filo conduttore crea intorno a sè un campo magnetico. Oersted scoperse questo importante fenomeno nel 1819, e la sua scoperta fu il punto di partenza dell’Elettromagnetismo e dell’Elettrodinamica, che acquistarono un meraviglioso sviluppo per opera specialmente del fisico-matematico francese Ampére.

Noi ricercheremo con l’esperienza gli effetti magnetici di una spira, di un filo rettilineo, e di un sistema di spire a elica.

Per dimostrare l’azione reciproca tra una spira percorsa da corrente e un ago magnetico ci serviremo di un telaio come quello della fig. 121, costituito da un filo di rame circolare, o anche di altra forma, che fa capo a due fili molto vicini A, B; gli estremi di questi saranno rilegati a una sorgente capace di produrre tra A e B una differenza di potenziale, e di far circolare perciò una corrente nel filo, la quale avrà il senso delle frecce se il potenziate di A è più alto di quello di B. Constateremo allora sperimentalmente che il circuito C agisce sopra un ago magnetico mobile deviandolo dalla sua posizione normale, come se esso risultasse dalla riunione di tanti magnetini piccolissimi, uniformemente distribuiti nella parte del piano limitata dal filo, e disposti perpendicolarmente a quel piano, con tutti i poli nord in una faccia e i sud nell’altra. E troveremo che la faccia nord di questa specie di lamina magnetizzata, cui equivale il circuito, è quella per la quale la corrente si vede circolare nel senso inverso degli indici d’un orologio, e che perciò il circuito della fig. 121 avrà nella faccia anteriore la sua faccia nord. Un polo nord collocato dietro il foglio sarà attratto dalla faccia posteriore, e quando passa avanti il foglio, sarà respinto dall’anteriore; l’opposto avverrà per un polo sud; cosicchè disponendo come nella fig. 122 un ago magnetico nell’interno nella spira, giacente nel piano di esso, i due poli saranno sottoposti a due forze opposte che devieranno l’ago, spingendo il polo nord in avanti e il polo sud dietro il piano della spira.

Perchè la corrente circoli nel senso segnato basta rilegare A col rame ed E con lo zinco di una pila di Volta. E se noi, come nella fig. 123, rendiamo galleggiante, fissandolo su un pezzo di sughero, il sistema costituito dalle lamine, immerse nell’acqua acidulata, e dal filo che le unisce, potremo constatare l’azione reciproca della calamita sul circuito; e vedere così che avvicinando un forte polo nord alla faccia anteriore, che è la faccia nord della spira, questa viene respinta, e il galleggiante si porta indietro.

Si è potuto poi dimostrare che la spira percorsa dalla corrente crea un campo le cui linee di forza escono da una faccia, (la faccia nord) avviluppano esternamente il contorno, e rientrano per la faccia sud, formando delle lince chiuse continue (fig. 124).

Anche un filo indefinito rettilineo, percorso dalla corrente, produce un campo, di cui la forma può ottenersi con l’esperienza degli spettri magnetici. Si trova così (fig. 125) che le linee di forza son tanti cerchi concentrici normali al filo percorso dalla corrente, e col centro sul filo medesimo. Un piccolo ago magnetico tenderà perciò a disporsi secondo la tangente al cerchio che passa pel suo centro; e un insieme di aghi molto piccoli si disporrebbe come nelle due fig. 126, secondo che la corrente, perpendicolare al foglio, è diretta in su o in giù.

L’ago si dirige sempre in modo che la linea di forza entri per il polo sud ed esca per il nord; per conoscere il senso della linea di forza circolare, cioè il senso in cui tenderebbe a muoversi lungo di essa un polo nord, vale la regola detta del cavaturaccioli; il senso in cui il polo nord tende a muoversi è quello in cui deve rotare un cavaturaccioli perchè il suo asse si sposti nel senso della corrente. Questa regola si può facilmente controllare sulla fig. 126.

Ma il caso praticamente più importante è quello di un circuito elicoidale, come quello della fig. 127, circuito che prende il nome di solenoide. In esso le spire possono essere più o meno fitte, e possono sovrapporsi anche in più strati, ricorrendo a filo metallico rivestito di sostanze isolanti, come la seta o il cotone, per obbligare la corrente a traversare successivamente tutte le spire. Gli si dà anche il nome di bobina o rocchetto.

Si può dedurre teoricamente, e noi lo dimostreremo con la esperienza, che il campo prodotto da un solenoide equivale esternamente a quello di un magnete cilindrico avente sulle basi estreme le sue facce polari, e precisamente la faccia nord nell’estremo a sinistra della figura, da quella parte cioè ove le spire presentano le facce nord, perchè la corrente si vede circolare in senso inverso agl’indici d’un orologio.

Le linee di forza che hanno all’esterno l’andamento noto, partono tutte dalla faccia A, rientrano dopo il loro percorso esterno per la faccia B; e dentro il solenoide, da B in A, proseguono in forma rettilinea, e parallele tra loro, costituendo perciò un campo uniforme.

La forma del campo all’interno si può esplorare con l’artificio degli spettri magnetici. Quanto all’azione esterna, equivalente a quella di un magnete cilindrico avente in A la faccia nord e in B la faccia sud, noi possiamo constatarla avvicinando il solenoide percorso dalla corrente a un ago magnetico.

E se, con particolari artifici, si rende mobile il solenoide, si può dimostrare che le azioni, come sempre, sono reciproche; e che inoltre anche due solenoidi agiscono tra di loro, come due veri magneti.