Di John Papiewski Aggiornato il 24 marzo 2022
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Gli elettromagneti sono strumenti versatili che generano campi magnetici in modo controllabile facendo passare la corrente elettrica attraverso una bobina. Le loro prestazioni dipendono da diversi parametri fisici; padroneggiarli consente agli ingegneri di progettare dispositivi che vanno dai piccoli relè alle grandi gru industriali.
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Un elettromagnete è tipicamente costituito da un filo isolato avvolto attorno a un nucleo di ferro o ferroso. Quando scorre corrente, la bobina produce un campo magnetico che magnetizza il nucleo. Una volta che la corrente si ferma, il magnetismo si dissipa.
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Aumentando il numero di giri si aumenta direttamente la forza magnetica. Il prodotto della corrente (in ampere) e il numero totale di giri, noto come amperspire, è il parametro chiave che determina l'intensità del campo magnetico.
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Una corrente elettrica più elevata aumenta l’intensità del campo fino al punto di saturazione magnetica, dove ulteriori aumenti della corrente producono rendimenti decrescenti. La progettazione per la corrente ottimale garantisce un utilizzo efficiente dell'energia senza superare i limiti dei materiali.
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Incorporando un nucleo ferroso, come ferro o acciaio, si concentra il flusso magnetico, amplificando sostanzialmente l’uscita del magnete. I metalli non ferrosi sono generalmente evitati perché non supportano l'amplificazione del flusso.
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Temperature più basse riducono la resistenza elettrica, consentendo correnti più elevate a parità di potenza assorbita. L'apice delle prestazioni degli elettromagneti si ottiene con bobine superconduttrici raffreddate da azoto liquido o elio, che eliminano completamente la resistenza.
