Una spira è un anello di materiale conduttore in grado di far circolare corrente su di sé. In particolare, si fa riferimento al termine spira quando si discutono gli effetti elettromagnetici della corrente: con la Legge di Ampère-Laplace; con la Legge della circuitazione (di Ampère) e l'analogo esteso di Ampère-Maxwell; con la Legge di Faraday e la Legge di Lenz. Inoltre, la spira è il componente di base del solenoide e, più in generale, dell'induttore.
Equivalenza tra spira e ago magnetico Sotto opportune ipotesi, una spira e un ago magnetico (o un magnete in generale) si comportano allo stesso modo, cioè: producono quasi lo stesso campo magnetico ; posti in uno stesso campo , subiscono la stessa azione meccanica.
Enunciato Purché esista la relazione , magnete e spira si equivalgono.
Gli elementi dell'equivalenza sono: : momento di dipolo magnetico del magnete; : corrente che percorre la spira; : superficie della spira; : versore perpendicolare al piano della spira.
Dimostrazione Si può dimostrare che spira e magnete producono lo stesso campo magnetico sul proprio asse: per la spira; per il magnete (contributo del polo ). Schematizzando il magnete con due poli, come fossero cariche puntiformi: per il magnete,
per cui è evidente che i campi assiali saranno uguali quando (in modulo).
Per completare la dimostrazione, si parte dal momento meccanico agente sul momento di dipolo elettrico situato in un campo esterno . Per analogia si può scrivere col momento di dipolo magnetico e il campo magnetico.
Lo stesso vale per le energie potenziali:
Allora, una spira di area S subisce il momento : per questo, se allora ago e spira subiscono le stesse conseguenze meccaniche.
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