Simulazione 104 Mappatura elettromagnetica con campi vettoriali

Simulazione 104 - Mappatura elettromagnetica con campi vettoriali.

Modellazione dei campi elettrici e magnetici

Acqua, fuoco, aria e terra, i magneti come funzionano? Non è magia, è scienza! Abbiamo tutti giocato con i magneti prima o poi, che sia sul frigorifero o a scuola, ma potremmo non capire veramente cosa siano i magneti o cosa facciano. In questo articolo impareremo la teoria di base dietro i campi elettrici e magnetici e impareremo come creare un framework computazionale per modellarli.

Figura 1: Esempio di campo elettrico

In questo articolo impareremo a:

  • Conoscere la teoria elettromagnetica di base
  • Creare campi vettoriali
  • Mappare i campi elettromagnetici utilizzando i campi vettoriali

Campi Elettrici e Magnetici

L’elettromagnetismo è una delle 4 forze fondamentali dell’universo. È la forza che governa il comportamento delle particelle cariche e i campi elettrici e magnetici sono come questa forza si manifesta. In questa sezione, analizzeremo la teoria dietro ciascuno di questi campi

Campi Elettrici

I campi elettrici sono intrinseci alle particelle cariche. È la ragione per cui le particelle cariche possono respingersi e attrarsi reciprocamente. Per convenzione, diciamo che le particelle cariche positivamente hanno un campo elettrico che punta verso l’esterno e le particelle cariche negativamente hanno un campo elettrico che punta verso l’interno, come si può vedere nella figura 2. Nel caso attrattivo, quando una particella carica negativamente e una particella carica positivamente sono vicine l’una all’altra, le linee di campo iniziano dalla carica positiva e terminano nella carica negativa, come si può vedere nella figura 1.

Figura 2: Linee di campo elettrico per una particella carica positiva, negativa e neutra.

La forza che le particelle cariche esercitano l’una sull’altra è descritta dalla legge di Coulomb. La legge di Coulomb stabilisce che la forza tra cariche è proporzionale alla carica di ciascuna particella divisa dalla distanza tra di esse. L’equazione esatta è indicata nell’equazione 1 qui sotto.

Equazione 1: Legge di Coulomb