Elettromagnete vs magnete permanente
Elettromagneti e magneti permanenti sono due argomenti importanti nella teoria elettromagnetica. Questo articolo spiegherà i fondamenti del magnetismo, dell'elettromagnete e del magnete permanente e descriverà il tra i due magneti.
Cos'è l'elettromagnete?
Per capire gli elettromagneti, bisogna prima capire le teorie dietro il magnetismo. Il magnetismo si verifica a causa delle correnti elettriche. Un conduttore di corrente rettilineo esercita una forza, normale alla corrente, su un altro conduttore di corrente posizionato parallelamente al primo conduttore. Poiché questa forza è perpendicolare al flusso delle cariche, non può essere una forza elettrica. Questo è stato successivamente identificato come magnetismo.
La forza magnetica può essere attraente o repulsiva ma sempre reciproca. Un campo magnetico esercita una forza su qualsiasi carica in movimento, ma le cariche fisse non vengono influenzate. Un campo magnetico di una carica in movimento è sempre perpendicolare alla velocità. La forza su una carica in movimento da parte di un campo magnetico è proporzionale alla velocità della carica e alla direzione del campo magnetico.
Un magnete ha due poli. Sono definiti come Polo Nord e Polo Sud. Le linee del campo magnetico iniziano al Polo Nord e terminano al Polo Sud. Tuttavia, queste linee di campo sono ipotetiche. Va notato che i poli magnetici non esistono come un monopolo. I poli non possono essere isolati. Questa è nota come legge di Gauss per il magnetismo. Un elettromagnete è un componente costituito da anelli che trasportano corrente. Questi anelli possono essere di qualsiasi forma, ma i comuni elettromagneti hanno la forma di solenoidi o anelli.
Cos'è il magnete permanente?
Poiché la corrente elettrica è l'unico modo per creare un magnete, i magneti permanenti devono essere costituiti da correnti. Ogni atomo ha elettroni che orbitano attorno al nucleo dell'atomo e questi elettroni hanno una proprietà chiamata spin elettronico. Queste due proprietà sono responsabili del magnetismo nei materiali. I materiali possono essere raggruppati in diverse categorie in base alle loro proprietà magnetiche. Materiali paramagnetici, materiali diamagnetici e materiali ferromagnetici sono solo per citarne alcuni. Esistono anche alcuni tipi meno comuni come i materiali anti-ferromagnetici e i materiali ferrimagnetici. Il diamagnetismo è mostrato negli atomi con solo elettroni accoppiati. Lo spin totale di questi atomi è zero. Le proprietà magnetiche sorgono solo a causa del movimento orbitale degli elettroni. Quando un materiale diamagnetico è posto in un campo magnetico esterno,produrrà un debole campo magnetico antiparallelo al campo esterno. I materiali paramagnetici hanno atomi con elettroni spaiati. Gli spin elettronici di questi elettroni spaiati agiscono come piccoli magneti, che sono più forti dei magneti creati dal movimento orbitale dell'elettrone. Quando posti in un campo magnetico esterno, questi piccoli magneti si allineano con il campo per produrre un campo magnetico, che è parallelo al campo esterno. I materiali ferromagnetici sono anche materiali paramagnetici con zone di dipoli magnetici in una direzione anche prima dell'applicazione del campo magnetico esterno. Quando viene applicato il campo esterno, queste zone magnetiche si allineeranno parallelamente al campo in modo da rendere il campo più forte. Il ferromagnetismo rimane nel materiale anche dopo la rimozione del campo esterno,ma il paramagnetismo e il diamagnetismo svaniscono non appena il campo esterno viene rimosso. I magneti permanenti sono costituiti da tali materiali ferromagnetici.
Qual è la differenza tra elettromagneti e magneti permanenti?
• I magneti permanenti sono anche elettromagneti con una corrente continua che scorre, rendendo ogni atomo un magnete.
• L'elettromagnetismo scompare una volta interrotta la corrente esterna, ma il magnetismo permanente rimane.
