Un elettromagnete è un tipo di magnete artificiale. Sebbene sia fatto di materiali che non sono magnetici, quando il potere viene applicato al suo circuito, agisce proprio come un magnete naturale, tranne che può essere acceso e spento. Un elettromagnete è essenzialmente solo una batteria attaccata ad una bobina di filo avvolto attorno ad un nucleo metallico. Il metallo più usato per questo è il ferro.

La scoperta dell'effetto elettromagnetico

Nel 1820, il fisico danese Hans Christian Oersted fece una scoperta importante. Mentre conduceva esperimenti di elettricità nel suo laboratorio, scoprì che le correnti elettriche erano in grado di deflettere un ago della bussola. Ciò significava in qualche modo che la corrente elettrica stava generando un campo magnetico. Questa capacità delle correnti elettriche di produrre campi magnetici ha portato molte innovazioni tecnologiche, incluso l'elettromagnete.

La fonte del magnetismo naturale

Tutta la materia è fatta di atomi. Tutti gli atomi sono fatti di protoni, neutroni ed elettroni. I protoni e i neutroni sono raggruppati al centro degli atomi, con gli elettroni che li circondano. Mentre questi elettroni ruotano e si muovono attorno ai loro atomi, producono campi magnetici minuscoli, perché gli elettroni in movimento sono correnti elettriche.

Domini magnetici

Nella maggior parte dei materiali questi minuscoli campi magnetici, detti "domini", puntare in ogni direzione e annullare gli effetti reciproci. In alcuni materiali, come la magnetite, questi domini si allineano e lavorano insieme. Questo rende l'intero oggetto un grande magnete, con un grande campo magnetico. Altri materiali possono essere magnetizzati. Quando viene applicato a loro un campo magnetico esterno, i loro domini magnetici si allineano e talvolta possono tenerli allineati anche quando il campo esterno viene rimosso. Il ferro è una di queste sostanze.

Permeabilità relativa

Ogni materiale risponde ai campi magnetici in modo diverso. Una misura di questa risposta è la "permeabilità relativa" di un oggetto. Questo numero è il rapporto tra il campo magnetico indotto in un oggetto e il campo magnetico applicato all'oggetto. Più alto è questo rapporto, più è magnetizzabile una sostanza. Se una sostanza è non magnetica, la permeabilità relativa è 1. Ciò significa che il campo magnetico all'interno della sostanza è lo stesso del campo ad esso applicato: la sostanza non aggiunge alcun campo magnetico. Più alta è la permeabilità, più potente è il campo all'interno della sostanza rispetto al campo ad esso applicato.

Ferro

La permeabilità relativa del ferro può arrivare fino a 200.000 se è pura abbastanza. Questo è centinaia o addirittura migliaia di volte superiore rispetto alla maggior parte degli altri metalli, sebbene le leghe specializzate scientificamente create abbiano una permeabilità più elevata. Questo è il motivo per cui il ferro è quasi sempre usato per i nuclei di elettromagneti. Quando la corrente nel filo genera il suo campo magnetico, induce anche un campo nel ferro, che rende il campo magnetico del filo migliaia di volte più forte.