Di Jason Thompson Aggiornato il 30 agosto 2022

Il magnetismo è una forza naturale che consente ai magneti di interagire a distanza con altri magneti e alcuni metalli. Ogni magnete possiede due poli, nord e sud, le cui interazioni seguono la regola classica:i poli uguali si respingono, a differenza dei poli si attraggono.

Elettricità e magnetismo:un binomio inseparabile

Sebbene spesso trattati come forze separate, l’elettricità e il magnetismo sono intimamente collegati. Nel 19° secolo, il fisico Michael Faraday scoprì che le cariche elettriche in movimento generano campi magnetici, un principio che è alla base sia dei magneti naturali che degli elettromagneti artificiali.

Magneti naturali:il ruolo delle correnti atomiche

Nei magneti presenti in natura, il campo magnetico nasce dal movimento intrinseco degli elettroni attorno ai nuclei atomici. Nella maggior parte dei materiali, i momenti magnetici microscopici si annullano, lasciando il materiale non magnetico. In alcuni metalli, come ferro, nichel e cobalto, questi momenti si allineano, producendo un campo magnetico netto che conferisce al materiale i suoi poli nord e sud permanenti.

Elettromagneti:sfruttare la corrente per ottenere energia magnetica

Un elettromagnete è costituito da tre componenti principali:

• Una bobina di filo isolato strettamente avvolta.
• Un nucleo ferromagnetico, solitamente ferro, che amplifica il campo.
• Una fonte di alimentazione, in genere una batteria o un alimentatore CC, che guida la corrente attraverso la bobina.

Quando viene applicata la tensione, la corrente scorre attraverso la bobina, creando un campo magnetico. La geometria della bobina dirige le linee di campo, stabilendo un’estremità come polo nord e l’estremità opposta come polo sud. Il nucleo di ferro concentra ulteriormente il campo, aumentando la forza del magnete.

Confronto tra magneti naturali ed elettromagneti

Sia i magneti naturali che gli elettromagneti condividono caratteristiche comuni:

• Ognuno di essi produce un campo magnetico e ha poli nord e sud distinti.
• I loro campi risultano da correnti elettriche:microscopiche nei magneti naturali, macroscopiche negli elettromagneti.

Tuttavia, gli elettromagneti offrono vantaggi unici:

• Forza variabile: Regolando la corrente, il campo magnetico può essere aumentato o diminuito.
• Controllo della polarità: Invertendo la corrente si invertono i poli.
• Funzionalità di accensione/spegnimento: Senza energia, un elettromagnete cessa di generare un campo.

Al contrario, la forza e la polarità di un magnete naturale sono fisse, determinate dalla composizione del materiale e dall'allineamento atomico.

Comprendere queste differenze è essenziale per selezionare la giusta soluzione magnetica in applicazioni che vanno dai dispositivi di sollevamento industriali alle apparecchiature per l'imaging medicale.