Elettromagnete: cosa è e funzionamento

Elettromagnete

Elettromagnete, non solo “roba da laboratorio”, da scienziati, da nerd o da Nobel. Forse non è così chiaro e sbandierato ma l’elettromagnete è quello che fa chiudere alcune porte, ad esempio, di casa, di ufficio, di molto altro.



Lo ha costruito, per la prima volta, nel 1824, un ingegnere britannico di nome William Sturgeon ma ha proseguito nel suo sviluppo e nel suo miglioramento anche tecnico, fisico statunitense Joseph Henry. Tutto nasce però in Inghilterra, quando il nostro ingegnere inventore ha approfondito le conseguenze delle relazioni tra correnti e magnetismo che erano state scoperte e pubblicate da Hans Christian Ørsted nel 1820. Da cosa nasce cosa, spesso da scoperte teoriche nascono cose molto utili, tra cui l’elettromagnete.

Elettromagnete: cosa è

L’elettromagnete è un dispositivo ideato e costruito per generare un campo magnetico da una corrente elettrica, va distinto dall’induttore che è dispositivo diverso, in cui l’induttanza è sfruttata con uno scopo diverso, quello di accumulare energia.

Possiamo parlare di elettromagnete o equivalentemente di elettrocalamita, con entrambi i termini si vuole definire un elemento elettrotecnico costituito da un nucleo in materiale ferromagnetico su cui vien avvolto un solenoide. Il nucleo di solito è in ferro dolce, il solenoide è una bobina di molte spire di filo elettrico.

Elettromagnete

Elettromagnete: funzionamento

Quando si usa un elettromagnete è bene capire che logiche che regolano il fenomeno e il suo meccanismo di funzionamento per poter ottenere ciò che si desidera. Il campo magnetico prodotto, ad esempio, sarà proporzionale al numero di spire che costituiscono l’avvolgimento, la bobina quindi, e anche proporzionale alla corrente circolante nell’avvolgimento.

Va precisato che nel caso in cui la bobina fosse alimentata con una corrente variabile, anche il campo magnetico sarebbe variabile. A sua volta si avrà una certa forza sviluppata da questo campo magnetico e anche in questo caso l’intensità non è casuale. Essa diminuisce con il quadrato della distanza tra le parti, motivo per cui si usa l’elettromagnete solo a breve distanza per ottenere dei buoni risultati. Naturalmente se la corrente della bobina è variabile, e lo è anche il campo magnetico prodotto, lo sarà anche la forza risultante.

Elettromagnete

Elettromagnete: applicazioni

Data una occhiata al funzionamento dell’elettromagnete, finalmente vediamo perché ci è utile anche a nostra insaputa. Lo troviamo direttamente utilizzato per deflettere particelle elettricamente cariche, come nel tubo catodico, oppure negli acceleratori di particelle e nello spettrometro di massa. Ci sono delle gru che usano dei potenti elettromagneti, può capitare di vederle in grandi cantieri, per sollevare rottami di ferro pesanti.

Ci sono anche delle applicazioni che possiamo definire “indirette” ma altrettanto importanti nella vita quotidiana. Troviamo infatti l’elettromagnete come parte di meccanismi più complessi, associato ad una parte mobile, in materiale ferromagnetico, chiamata generalmente ancora. Detto così non è molto chiaro, ma per immaginare cosa accade dobbiamo pensare ai dispositivi per chiudere contatti elettrici nei relè, manovrare valvole nelle elettrovalvole, fare scattare serrature elettriche, muovere martelletti nei campanelli, spostare la testina degli hard disk, azionare gli aghi o le frizioni nelle stampanti, muovere le lancette degli strumenti di misura.

C’è sempre lo “zampino” dell’elettromagnete in tutti questi casi e c’è anche in alcune serrature, dove viene usato per tenere una porta chiusa ma con la possibilità di aprirla se manca la corrente.

Elettromagnete

Elettromagnete: come crearlo

Ovvio che non è possibile costruire “fai da te” un elettromagnete per gli scopi visti finora ma è interessante lo stesso provare per capire come funziona e perché. E’ un gioco divertente anche da fare con figli e nipoti curiosi, dai 10 anni in su e con prudenza.

Servono un grosso chiodo di ferro, un metro di cavo di rame dalla guaina sottile, una batteria D-Cell, piccoli oggetti magnetici, come graffette o puntine, uno spella-cavi, del nastro adesivo, una piccola ciotola di plastica o legno.

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Pubblicato da Marta Abbà il 5 Gennaio 2018