Gli elettromagneti funzionano esattamente 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 macchine per risonanza magnetica e Large Hadron Collider del CERN a Ginevra, Svizzera. Ovviamente hai bisogno di un elettromagnete più forte per un collettore di particelle di quanto non faccia per un altoparlante, quindi come fanno gli scienziati a creare magneti abbastanza potenti da focalizzare un fascio di elettroni? La risposta è un po 'più complicata del semplice ingrandirli, anche se fa parte di esso. I materiali che usi, la tensione che applichi e la temperatura ambiente sono tutti importanti.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Per aumentare la forza di un elettromagnete, devi può aumentare la corrente di forza e ci sono diversi modi per farlo. Puoi anche aumentare il numero di avvolgimenti, abbassare la temperatura ambiente o sostituire il tuo nucleo non magnetico con un materiale ferromagnetico.
È tutta una questione di induzione elettromagnetica
Lo scienziato danese Hans Christian Orsted è stata la prima persona 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. L'intensità del campo dipende dall'entità della corrente, dal numero di avvolgimenti e dal materiale del nucleo. Questo è tutto ciò che devi ricordare se vuoi rafforzare il magnete.
Aumenta la magnitudine attuale
Secondo la Legge di Ampère, il campo magnetico attorno a un filo che trasporta corrente è direttamente proporzionale alla forza del attuale. In altre parole, aumenta la potenza attuale e aumenta il campo magnetico, e c'è più di un modo per farlo:
La forza di un elettromagnete, nota anche come forza magnetomotrice (mmf), è direttamente proporzionale non solo alla corrente (I), ma anche il numero di avvolgimenti (n) attorno al solenoide. L'aumento del numero di avvolgimenti è probabilmente il modo più semplice per aumentare la forza di un elettromagnete. Poiché mmf \u003d nI, raddoppiando il numero di avvolgimenti si raddoppia la forza del magnete. Va bene avvolgere i fili a strati attorno al nucleo del solenoide. Il campo magnetico non viene influenzato quando i fili sono in contatto tra loro.
Usa un nucleo ferro-magnetico
Se vuoi, puoi creare un elettromagnete avvolgendo i fili attorno a un rotolo di asciugamani di carta usato, ma se vuoi un potente magnete, avvolgilo invece attorno a un nucleo di ferro. Il ferro è un materiale magnetico e diventa magnetizzato 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 così fortemente. Altri due metalli ferromagnetici che potresti incontrare sono il nichel e il cobalto.
