Qual è la differenza tra un magnete permanente e un elettromagnete?
Nel caso di un elettromagnete il campo magnetico viene generato da una corrente elettrica in una bobina a filo e rafforzato da un nucleo in ferro dolce.
Non appena si toglie la corrente, il nucleo in ferro dolce perde la sua magnetizzazione.
Un magnete permanente è costituito da materiale ferromagnetico magnetizzato grazie a un campo magnetico esterno di forte intensità.
Il materiale ferromagnetico duro che viene utilizzato mantiene una parte della sua magnetizzazione anche quando non è più sotto l'influenza di un campo magnetico esterno.
Nota: nel nostro shop abbiamo in assortimento soltanto magneti permanenti e non elettromagneti.
Indice
Campi magnetici (campi B) in generale
Tutti i campi magnetici (campi B) vengono generati da cariche elettriche in movimento, vale a dire da correnti elettriche. Anche un singolo elettrone in movimento genera un campo B.Elettromagneti
Un filo, in cui passa della corrente elettrica (elettroni in movimento), genera un campo magnetico nelle sue vicinanze.
L'intensità del campo magnetico dipende dall'intensità della corrente e dalla forma del filo.
In principio, ogni filo attraversato da una corrente elettrica è un elettromagnete.
La freccia arancione indica la direzione convenzionale della corrente.
Per motivi storici, essa è opposta alla direzione in cui si muovono gli elettroni.
Bobine
Se si piega un filo attraversato da corrente elettrica fino a formare un cerchio, questo genera un campo magnetico polarizzato (vedi figura). Una corrente circolare equivale perciò a un magnete con un polo nord e un polo sud.Nei comuni elettromagneti il filo viene spesso avvolto fino a formare una bobina con diverse spire, che viene anche chiamata solenoide.
Una bobina di filo con un polo nord e un polo sud
Nucleo in ferro dolce (grigio) con bobina (arancione)
Nucleo in ferro dolce
Di solito negli elettromagneti viene inserito un nucleo in ferro dolce all'interno della bobina poiché questo aumenta considerevolmente il suo campo magnetico. Ciò accade perché il campo magnetico nella bobina polarizza il nucleo in ferro dolce, facendolo diventare a sua volta un magnete. Il nucleo in ferro dolce, nel momento in cui non passa più corrente, perde la la sua magnetizzazione. Questo è voluto, perché permette di accendere e spegnere il magnete.Ferro magnetico dolce e ferro magnetico duro
La definizione di ferro magnetico "dolce" si basa sul fatto che il ferro dolce perde la sua magnetizzazione, mentre il ferro duro arricchito con carbonio (acciaio) mantiene una parte della magnetizzazione. Si parla di rimanenza. "Remanere" viene dal latino e significa "rimanere". Un materiale con una rimanenza elevata si definisce "magnetico duro".I solenoidi attraversati da corrente elettrica vengono utilizzati per magnetizzare i magneti permanenti, come anche i nostri Supermagneti, che sono tutti composti da materiale ferromagnetico duro.
Magneti permanenti
Spin dell'elettrone: un magnete microscopico
Spin dell'elettrone
Anche nei magneti permanenti i campi B vengono generati da correnti elettriche. Non si tratta però di correnti macroscopiche, in cui particelle dotate di carica si muovono nella stessa direzione, bensì di correnti elettriche microscopiche. Nel caso del ferromagnetismo queste correnti microscopiche vengono generate in un certo materiale dalla rotazione degli elettroni su se stessi (spin dell'elettrone). Lo spin dell'elettrone può essere considerato una piccola corrente circolare microscopica.Potenza degli elettromagneti e dei magneti permanenti
L'intensità di campo di un elettromagnete dipende dal materiale del nucleo, dal numero di spire del solenoide e dall'intensità della corrente. Se l'intensità di corrente è sufficiente, un elettromagnete può sviluppare un campo magnetico molto più intenso di un magnete permanente.
A sinistra: una magnete permanente con le sue linee di campo.
A destra: un elettromagnete con una fonte di energia elettrica (a sinistra), un solenoide (arancione) e un nucleo in ferro dolce (al centro)