1. La materia che ci circonda è costituita di atomi, a loro volta formati da particelle caricate elettricamente (elettroni e protoni) e di particelle scariche o neutre (neutroni). La carica dell'elettrone e del protone è di valore uguale e di segno opposto, negativa (-) per l'elettrone e positiva (+) per il protone. La forza elettrica di attrazione fra elettroni e protoni tiene insieme l'atomo: gli elettroni ruotano attorno a un nucleo, costituito di protoni e neutroni. Nell'atomo elettroni e protoni sono in numero uguale cosicchè l'atomo risulta neutro.

2. La forza elettrica di attrazione fra elettroni e protoni non si limita a tenere insieme gli atomi: anche le forze che si esercitano fra atomo e atomo o fra molecola e molecola sono dovute alle cariche elettriche degli elettroni e dei protoni. Una sbarra di ferro è rigida perchè le forze elettriche fra gli atomi di ferro danno luogo alla struttura del reticolo cristallino. Le reazioni chimiche avvengono solo a causa delle forze elettriche, e sono sempre queste stesse forze elettriche che fanno funzionare il nostro organismo. Sappiamo che in natura esiste un ristretto numero di forze "fondamentali": di queste, quella elettrica ha un ruolo preponderante per il funzionamento del mondo che ci circonda.

3. Abbiamo visto che fra due cariche elettriche Q_a e Q_b si esercita una forza. Diciamo anche che la carica Q_a genera un CAMPO ELETTRICO (E) il quale trasmette la forza a Q_b. (ovviamente vale anche l'inverso, ossia Q_b genera un CAMPO ELETTRICO che trasmette la forza a Q_a. Per sapere a che forza sarà soggetta una carica Q basterà conoscere il campo elettrico E in cui si trova. La forza sarà data da F = E x Q.

Campo elettrico di una carica. Il campo è maggiore nelle zone più scure. La sua direzione è mostrata dalle frecce rosse.

4.  Se le cariche sono in movimento la forza è data da un'espressione più complicata. Diciamo che oltre al campo elettrico si crea un CAMPO MAGNETICO. Anche il campo magnetico agisce sulle cariche elettriche, esercitando su di esse una forza, in modo un poco diverso da quello elettrico. Ma, come si capisce, la fonte dei campi elettrici e magnetici è la stessa. Sono le due facce di una stessa medaglia. Quindi è d'uso riferirsi all'insieme dei due campi col nome di CAMPO ELETTROMAGNETICO (E.M.).

5. E' possibile l'esistenza del solo campo magnetico senza che vi sia un apprezzabile campo elettrico. Questo avviene tutte le volte che abbiamo un ugual numero di cariche positive e negative che generano i campi, in modo che la loro carica sia complessivamente nulla. In tal caso il campo elettrico è nullo ma, se le cariche si muovono, il campo magnetico non lo è.

6.  In una calamita il campo magnetico è prodotto dal movimento interno di cariche elettriche a livello atomico. Questo movimento è "coerente", pertanto i micro campi magnetici creati da ciascuna carica si sommano e danno luogo a un campo magnetico complessivo apprezzabile. La sorgente del maggior campo magnetico ambientale è la Terra stessa, che è un grosso magnete orientato lungo l'asse di rotazione e che dà un campo magnetico B dell'ordine di 30 - 50 micro Tesla. Questo campo è presente ovunque.

7.  Movimento di cariche elettriche è sinonimo di CORRENTE ELETTRICA. Pertanto una corrente (ossia un movimento di cariche) genera un campo magnetico, tanto più intenso quanto maggiore è la corrente. Se ad esempio questa corrente scorre in un filo del nostro impianto elettrico, intorno a questo si crea un campo magnetico. Il campo naturalmente diminuisce allontanandosi dal filo, per cui a grande distanza il campo è in pratica nullo. Una corrente di 10 A (vicina al massimo che possiamo avere in un impianto domestico) produce a 20 cm di distanza dal filo un campo di circa 10 microT, ossia inferiore a quello terrestre. Raddoppiando la distanza il campo si dimezza.

8. Il campo in pratica è ulteriormente ridotto a causa del fatto che abbiamo sempre a che fare con 2 FILI: ad esempio, il cordone di una lampada da tavolo o di un ferro da stiro è composto da 2 fili, uno di ANDATA e uno di RITORNO. La stessa corrente li traversa entrambi ma in direzioni opposte. Allora i campi magnetici generati da questi 2 fili si cancellano e lontano dai due fili il campo complessivo è ZERO.

9.  Occorre intendersi su "lontano" e "vicino". Il termine di paragone è la distanza fra i due fili nel cordone. Se questa per esempio è di 4 mm allora già a 4 cm di distanza i campi sono cancellati per il 90 %. Se i 2 fili sono quelli di una linea bifilare elettrica ad alta tensione e distano fra loro 2 metri, la stessa cancellazione si avrà a 20 metri di distanza dalla linea. Il campo magnetico allontanandosi da una linea elettrica diminuisce quindi per due motivi:

• i campi dei singoli fili decrescono

• l'effetto schermante di un filo sull'altro aumenta