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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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