Magnetismo

Magnetismo: definizione

Il magnetismo può essere un concetto complicato, per cui è utile per la sua comprensione fornire alcune definizioni precise.

Il magnetismo è dovuto alla presenza di un campo magnetico

I campi magnetici possono essere utilizzati per determinare come i magneti influenzano gli altri oggetti magnetici o le particelle cariche che li circondano.

Magnetismo: proprietà

Come il campo elettrico, che sappiamo essere attrattivo o repulsivo, anche gli effetti magnetici possono essere attrattivi o repulsivi. Tuttavia, in generale, le linee del campo magnetico, che indicano l'intensità e la direzione del campo magnetico, sono chiuse. Ciò significa che gli effetti magnetici non sono mai solo attrattivi o solo repulsivi, ma sono sempre entrambi, a seconda di dove ci troviamo rispetto alla sorgente del campo magnetico.

Prima di comprendere questo concetto con i magneti, prendetevi un momento per analizzare le linee di campo magnetico generate da un magnete a barra:

Fig. 1 - Disegno della disposizione di limatura di ferro attorno a un magnete.

Come mostrato in Fig. 1, le linee del campo magnetiico possono essere facilmente tracciate grazie all'orientamento della limatura di ferro che subiscono l'effetto del magnete. Si può anche notare che le linee formano "anelli" chiusi che vanno da un polo all'altro (indicati con "N" e "S" nell'immagine).

Fig. 2 - Diagramma di un magnete. I suoi poli sono indicati in verde e rosse, mentre le linee di campo sono rappresentate con delle frecce che escono dal polo nord del magnete e entrano nel polo sud.

Polo magnetico terrestre

Studieremo le proprietà del campo magnetico più approfonditamente nei rispettivi articoli. Per ora, l'importante è comprendere una proprietà fondamentale del magnetismo: poli dello stesso tipo si respingono, mentre poli del tipo opposto si attraggono.

Principi di magnetismo ed elettromagnetismo

I magneti sono gli oggetti più semplici che mostrano proprietà magnetiche, ma il numero di fenomeni che sono magnetici in natura non si limita ai magneti a barra o a ferro di cavallo che conosciamo bene. Possiamo, però, usare qeusti magneti per testare le proprietà dei campi magnetici generali utilizzando questi magneti permanenti, che sono risorse semplici e accessibili.

Un principio fondamentale dei campi magnetici è che sono prodotti dal movimento di particelle cariche. Il campo magnetico prodotto dai fili che trasportano corrente è prodotto dal fluire della corrente elettrica. Il campo magnetico prodotto da un magnete permanente può essere spiegato considerando la sua struttura atomica e osservando che ogni atomo agisce come un piccolo magnetino. Se, in generale, questi magneti sono orientati casualmente e non producono un campo magnetico macroscopico, nei magneti naturali, questi piccoli magneti si dispongono secondo direzioni preferenziali.

Un altro principio chiave dei campi magnetici è che la loro forza diminuisce con l'aumentare della distanza dalla sorgente del campo magnetico. Ad esempio, il campo magnetico prodotto dai magneti a barra circondati da della limatura di ferro può essere visto diminuire di intensità con la distanza dal magnete.

Dopo aver osservato le immagini delle linee di campo magnetico in questo articolo, potreste aver notato alcune altre proprietà chiave delle linee di campo magnetico, alcune delle quali sono state menzionate in precedenza. Le linee di campo magnetico sono sempre costituite da anelli chiusi. Ciò significa che se seguiamo una linea di campo magnetico, alla fine torneremo sempre al punto di partenza. Le linee del campo magnetico non possono incrociarsi tra loro e hanno una particolare direzione associata ad esse, che punta nella direzione del campo magnetico situato in ogni punto delle linee di campo.

Magnetismo: tipi

Non andremo nel dettaglio di tutti i tipi di magnetismo possibili, ma è importante comprendere la differenza tra quelli che chiamiamo magneti permanenti e i magneti indotti. Vedremo insieme la differenza tra i due e alcuni esempi reali per entrambi i tipi di magnetismo.

Magneti permanenti

I magneti permanenti producono un loro campo magnetico. Questo campo magnetico permanente non può essere "acceso o spento", è semplicemente sempre presente. Un modo semplice e veloce per verificare se un oggetto è un magnete permanente è tenerlo vicino a un altro magnete permanente. Se i due oggetti si respingono o si attraggono non appena vengono tenuti vicini, possiamo essere certi che anche l'oggetto in questione è un magnete permanente.

Fig. 5 - I magneti permanenti, come suggerisce il nome, sono permanentemente magnetici. Hanno sempre un polo nord e un polo sud.

I magneti permanenti, come il magnete a barra della figura sopra, hanno sempre un polo nord e un polo sud. È possibile determinare quale estremità di un magnete permanente sia il polo nord e quale il polo sud tenendo un'estremità del magnete a una distanza ravvicinata dal polo nord di un altro magnete permanente conosciuto; se i magneti si attraggono l'un l'altro, allora l'estremità tenuta al polo nord del magnete conosciuto è un polo sud e se i due si respingono, allora l'estremità tenuta al magnete conosciuto è il polo nord.

Magneti indotti

I magneti indotti sono oggetti o materiali che diventano magnetici quando vengono posti in un campo magnetico. Quando i magneti indotti vengono rimossi dal campo magnetico, perdono rapidamente tutto o la maggior parte del loro magnetismo, per cui chiamiamo i magneti indotti magneti temporanei.

Un esempio di magnete indotto è un cacciavite che generalmente non è magnetico e viene posto a contatto con un magnete. Dopo un periodo di tempo sufficientemente lungo, il cacciavite "acquisirà" delle capacità magnetiche temporanee e può essere usato, per esempio, per raccogliere delle viti cadute a terra.