Diventare vecchi è obbligatorio - crescere è opzionale
IL MAGNETISMO
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
IL MAGNETISMO
Ogni filo che porta una corrente di elettroni è circondato
da un'area invisibile di forza chiamata campo magnetico .
Per questo motivo , ogni studio di elettrotecnica o elet-
-tronica deve prendere in considerazione il magnetismo.
Quasi tutti hanno avuto esperienze, almeno una volta
con magneti o con bussole tascabili.
Una calamita attrae pezzi di ferro, ma ha poco effetto
su praticamente tutto il resto .
Perché solamente il ferro ?
Una bussola , quando viene posta su un tavolo , oscilla
avanti e indietro, finalmente trova il suo stato di riposo
puntando verso il Polo Nord.
Perché punta sempre nella stessa direzione ?
Queste ed altre domande sul magnetismo hanno
sconcertato gli scienziati per centinaia di anni .
E 'solo in tempi relativamente recenti che sono state sviluppate le teorie che
sembrano rispondere a molte delle perplesse domande che sorgono
quando si tratta di magnetismo.
Radio e apparecchi elettronici quali relè , interruttori , auricolari ,
altoparlanti ,trasformatori , induttanze , tubi magnetron , tubi
televisivi, pickup fonografo , registratori a nastro, microfoni ,
contatori , motori e generatori hanno il loro funzionamento
dipendente dagli effetti magnetici.
Ogni bobina ( che è meglio definirla induttanza ) in un ricevitore radio o trasmettitore
utilizza il campo magnetico che la circonda quando la corrente fluisce attraverso essa .
Ma cosa si intende con il termine campo magnetico ?
IL CAMPO MAGNETICO
Un elettrone a riposo ha un campo elettrostatico negativo della forza che
lo circonda
Quando una energia è impartita ad un elettrone per farlo muovere , un nuovo
tipo di campo si sviluppa attorno ad esso, ad angolo retto rispetto al suo campo
elettrostatico .
Considerando che le linee di forza elettrostatiche negative sono considerate come irradianti
verso l'esterno da un elettrone, il campo elettromagnetico di forza si sviluppa come un anello
intorno ad un elettrone in movimento, ad angolo retto rispetto al percorso seguito, attorno
al filo .
Una differenza interessante tra un campo magnetico e di un campo elettrostatico è che un
campo elettrostatico può esistere su una singola carica stazionaria come un elettrone o un
protone . Questo non è il caso di magnetismo.
Un ' monopolo ' Nord esiste finchè esiste un ' monopolo ' Sud . Con il magnetismo
si hanno sempre due poli .
Gli elettroni orbitanti attorno al nucleo di un atomo o
una molecola producono campi elettromagnetici intorno
ai loro percorsi di movimento .
Nella maggior parte dei casi , questi campi magnetici
sono o bilanciati o neutralizzati dall'effetto magnetico
di qualsiasi protone che si muove nel nucleo, oppure il
movimento orbitante di un elettrone viene contrastato
da un altro vorticoso elettrone orbitante nella direzione
opposta .
In quasi tutte le sostanze, il risultato è che abbiamo un piccolo oppure nessun campo
magnetico esterno.
Nel caso di un conduttore elettrico di corrente, il movimento concertato di elettroni
trasportati lungo il filo produce un campo magnetico attorno al conduttore . Maggiore
è la corrente,più intenso è il campo magnetico .
La figura a lato, mostra un metodo per determinare la direzione
di il campo magnetico attorno ad un conduttore percorso da
corrente.
Se si inserisce una bussola vicino ad un conduttore e quindi
facciamo passare una corrente attraverso il conduttore stesso,
l'ago della bussola si sposterà indicando la presenza di un
campo magnetico .
In circostanze normali , il campo di forza intorno ad un
conduttore nel quale circola corrente varia inversamente alla
distanza dal conduttore .
Al doppio della distanza dal conduttore la forza di campo magnetico si dimezza, a cinque
volte la distanza l'intensità del campo è un quinto e così via .
Ad una distanza relativamente breve dal conduttore l'intensità di campo può essere
molto debole.
Se si aumenta la corrente nel conduttore , più elettroni
scorrono , la forza campo magnetico aumenta , e tutto
il campo si estende ulteriormente verso l'esterno .
Avvolgendo un conduttore , come mostrato nella figura
a destra, le linee di forza magnetiche si concentrano
nell' area centrale del'avvolgimento.
Quando avvolgiamo più spire di filo formiamo una bobina, come mostrato
nella figura a sinistra, le linee di forza di ogni spira si aggiunge ai campi
generati dalle altre spire e ne risulta un campo magnetico più concentrato
prodotto nel nucleo della bobina .
Formando una bobina con più spire , il campo si concentra ulteriormente
e viene prodotto un elettromagnete .
UN ESPERIMENTO DA PROVARE
Se non avete mai costruito un elettromagnete, vi incoraggio a farlo perchè può
essere molto divertente ed affascinante.
Basta avere una sbarretta di ferro circa 75 millimetri lunga . Un bullone con una
dado avvitato ad una estremità è l'ideale .
Si avvolge il maggior numero di spire di filo di
rame smaltato su di esso, io ho usato del filo
del telefono, ma più il filo è sottile, più spire
potremo avvolgere .
Si collegano le estremità della bobina che avete
fatto ad una batteria da 6 volt e avrete costruito
un elettromagnete, che, tra l'altro , è possibile
utilizzare in altri esperimenti . Oltre basta giocare
con il vostro elettromagnete è possibile utilizzarlo
per magnetizzare alcuni strumenti come cacciaviti , ecc Non lasciatelo collegato alla
batteria per molto tempo e non usate una batteria per auto , poichè la bobina si
surriscalda e fonde .
La bobina ( induttore ) ha una resistenza molto bassa , ma la corrente viene limitata
dalla batteria a 6 volt, batteria che può fornire solo 3-4 ampere . Se si desidera utilizzare
una batteria per auto è necessario limitare il flusso di corrente attraverso l'elettromagnete
con una resistenza in serie. Si potrebbe fare questo collegando una lampadina da auto a
12 volt in serie con il magnete .
A lato un elettromagnete fatto da un bullone e alcuni rottami
di filo , un barretta magnetica permanente ed un magnete a
ferro di cavallo .
La direzione del campo di forza ( nord e polo sud ) può essere
invertita invertendo la direzione della corrente o invertendo la
direzione dell'avvolgimento.
Ad una estremità della bobina le linee di campo sono in uscita ,
e all'altra estremità stanno entrando .
Quando una bobina o un pezzo di metallo ha linee di forza che lasciano una sua estremità,
si dice che abbia un polo nord e l'estremità con le linee di entrare è il polo sud.
I termini " nord " e " sud " indicano polarità magnetica , proprio come "negativo " e "
positivo " indicano polarità elettrostatica .
Essi non devono essere utilizzati in modo intercambiabile .
La fine negativa di una bobina è l' estremità collegata al terminale negativo della sorgente e
non si riferisce alla polarità magnetica nord o sud della bobina .
Tutte le linee di forza magnetiche sono cicli completi e possono essere considerati in qualche
modo, simile nella loro azione a degli elastici.
Essi si contraggono nel circuito da cui provengono appena la forza che le ha prodotte cessa
di esistere .
Linee di forza magnetiche non si incrociano . Quando due linee hanno la stessa direzione,
si opporranno meccanicamente se portate vicine a vicenda .
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