Di Paul Dohrman – Aggiornato il 24 marzo 2022
Nivellen77/iStock/GettyImages
Un elettromagnete è un dispositivo che crea un campo magnetico attraverso il flusso di corrente elettrica. Il principio fondamentale è semplice:quando un filo percorso da corrente viene avvolto attorno a un nucleo magnetizzabile, come il ferro, la corrente induce un campo magnetico la cui intensità dipende dall'intensità della corrente e dal numero di spire.
Quando la corrente elettrica passa attraverso un conduttore rettilineo, genera un campo magnetico circolare. Piegare il conduttore in una spira allinea il campo con l'asse della spira. L'impilamento di molti circuiti, come in una bobina o in un solenoide, rinforza il campo proporzionalmente alla densità delle spire. Il campo magnetico all'interno di un solenoide può essere espresso come B =μ₀nI, dove μ₀ è la permeabilità dello spazio libero, n sono i giri per unità di lunghezza e I è la corrente.
Raddoppiando la densità di spire n raddoppia direttamente il campo B. Una bobina più stretta significa più flusso magnetico che collega il nucleo, che a sua volta magnetizza il nucleo più forte. L'utilizzo di un filo più spesso non aumenta n, ma consente una corrente I più elevata, ottenendo un effetto complessivo simile.
Poiché I =V/R, una resistenza R inferiore consente una corrente maggiore a parità di tensione applicata. Scegliere conduttori ad alta conduttività (rame o argento) e ridurre al minimo la lunghezza del cavo tra la fonte di alimentazione e il nucleo. Accorciando il percorso del circuito ed eliminando le connessioni non necessarie si riducono R.
L'aumento della forza elettromotrice (tensione) aumenta direttamente la corrente, rafforzando così il campo magnetico. Tuttavia, prestare attenzione ai valori di isolamento e ai limiti di sicurezza; il superamento delle specifiche di tensione del filo o del nucleo può causare surriscaldamento o saturazione magnetica.
Con la corrente alternata, la polarità magnetica si inverte alla frequenza di alimentazione, impedendo la piena formazione del campo. La corrente continua mantiene una polarità costante, consentendo al campo magnetico di raggiungere il suo picco. Se la tua applicazione lo consente, il passaggio a una sorgente CC (o a un'alimentazione CC raddrizzata) può aumentare significativamente le prestazioni dell'elettromagnete.
Applicando sistematicamente questi quattro principi (ottimizzazione della densità dell'avvolgimento, riduzione al minimo della resistenza, aumento della tensione e favorendo la corrente continua) puoi migliorare notevolmente la forza di qualsiasi elettromagnete.
