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  • Come aumentare la forza di un elettromagnete

    Gli elettromagneti funzionano altrettanto bene come i magneti permanenti. In effetti, sono ancora più utili, perché puoi accenderli e spegnerli. Troverai elettromagneti in dischi rigidi, altoparlanti e persino in apparecchiature sofisticate come le macchine per la risonanza magnetica e il Large Hadron Collider del CERN a Ginevra, in Svizzera. Ovviamente hai bisogno di un elettromagnete più forte per un collettore di particelle di te per un altoparlante, quindi come fanno gli scienziati a realizzare magneti abbastanza potenti da mettere a fuoco un fascio di elettroni? La risposta è un po 'più complicata del semplice renderle più grandi, anche se questo è parte di esso. I materiali che utilizzi, la tensione applicata e la temperatura ambiente sono tutti importanti.

    TL; DR (Troppo lungo, non letto)

    Per aumentare la forza di un elettromagnete, può aumentare la forza attuale e ci sono diversi modi per farlo. È anche possibile aumentare il numero di avvolgimenti, abbassare la temperatura ambiente o sostituire il nucleo non magnetico con un materiale ferromagnetico.

    È tutta una questione di induzione elettromagnetica

    Lo scienziato danese Hans Christian Orsted è stato la prima persona a notare che una corrente che attraversa un filo può influire su una bussola vicina. In altre parole, genera un campo magnetico. Se avvolgi il filo attorno a un nucleo, formando quello che viene chiamato un solenoide, le estremità del nucleo assumeranno polarità opposte, proprio come un magnete permanente. La forza del campo dipende dalla grandezza della corrente, dal numero di avvolgimenti e dal materiale d'anima. Questo è tutto ciò che devi ricordare se vuoi rendere più forte il magnete.

    Aumentare la magnitudine attuale

    Secondo la legge di Ampère, il campo magnetico attorno a un filo che trasporta corrente è direttamente proporzionale al forza della corrente. In altre parole, aumenta la forza attuale e aumenti il ​​campo magnetico, e c'è più di un modo per farlo:

  • Aumenta la tensione: la legge di Ohm ti dice che la corrente è proporzionale alla tensione, quindi se stai facendo funzionare il tuo elettromagnete su una batteria da 6 volt, passa a uno da 12 volt. Non è possibile mantenere la tensione crescente indefinitamente, tuttavia, poiché la resistenza del filo aumenta con la temperatura fino a quando non si raggiunge una corrente limite. Questo ti porta alla prossima opzione.


  • Abbassa il calibro del filo: la resistenza del filo diminuisce con l'aumentare dell'area della sezione trasversale, quindi riduci il calibro del filo. Tieni presente che la riduzione del calibro è anche l'aumento dello spessore del filo. Se hai avvolto il tuo solenoide con filo calibro 16, sostituiscilo con calibro 14, e il magnete sarà più forte.


  • Abbassa la temperatura: la resistenza aumenta con la temperatura, quindi se riesci a mantenere il magnete a temperature inferiori allo zero, sarà più forte di una a temperatura ambiente, anche se probabilmente la differenza ha vinto " essere molto A temperature estremamente basse, tuttavia, la resistenza quasi scompare e i fili diventano super-conduttori. Questo fatto consente agli scienziati di progettare magneti super potenti, come quelli del CERN.


  • Utilizzare cavi con alta conduttività: è possibile anche aumentare la corrente eseguendo l'aggiornamento a un filo con conduttività più elevata . Il filo di rame è probabilmente il filo più conduttivo che puoi usare, ma il filo d'argento è ancora più conduttivo. Passa al filo d'argento, se te lo puoi permettere, e avrai un magnete più forte.


    Aumentare il numero di avvolgimenti

    La forza di un elettromagnete, noto anche come forza magnetomotrice (mmf), è direttamente proporzionale non solo alla corrente (I) , ma anche il numero di avvolgimenti (n) attorno al solenoide. Aumentare il numero di avvolgimenti è probabilmente il modo più semplice per aumentare la forza di un elettromagnete. Poiché mmf = nI, il raddoppio del numero di avvolgimenti raddoppia la forza del magnete. Va bene avvolgere i fili in strati attorno al nucleo del solenoide. Il campo magnetico non è influenzato quando i fili sono in contatto tra loro.

    Usa un nucleo ferromagnetico

    Se vuoi, puoi creare un elettromagnete avvolgendo i fili attorno a un rotolo di carta assorbente usato ma se vuoi un forte magnete, avvolgilo attorno ad un nucleo di ferro. Il ferro è un materiale magnetico e si magnetizza quando si accende la corrente. Questo ti dà, in effetti, due magneti al prezzo di uno. L'acciaio contiene ferro, quindi si comporterà allo stesso modo, anche se non con la stessa intensità. Altri due metalli ferromagnetici che potresti incontrare sono il nichel e il cobalto.

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