Differenza tra elettromagnete e magnete permanente

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 i due magneti.

Cos'è l'elettromagnete?

Per comprendere gli elettromagneti, è necessario prima capire le teorie dietro il magnetismo. Il magnetismo si verifica a causa di correnti elettriche. Un conduttore che porta corrente continua esercita una forza, normale alla corrente, su un altro conduttore che porta corrente disposto parallelamente al primo conduttore. Poiché questa forza è perpendicolare al flusso di cariche, questa non può essere una forza elettrica. Questo fu in seguito identificato come magnetismo.

La forza magnetica può essere attraente o ripugnante ma sempre reciproca. Un campo magnetico esercita forza su qualsiasi carica in movimento, ma le cariche stazionarie non sono influenzate. Un campo magnetico di una carica in movimento è sempre perpendicolare alla velocità. La forza su una carica mobile da 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 nel Polo Nord e terminano nel Polo Sud. Tuttavia, queste linee di campo sono ipotetiche. Va notato che i poli magnetici non esistono come monopolo. I poli non possono essere isolati. Questa è conosciuta come la legge di Gauss per il magnetismo. Un elettromagnete è un componente costituito da correnti portanti. Questi anelli possono essere di qualsiasi forma, ma gli elettromagneti comuni 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 in orbita 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 nominarne alcuni. Ci sono anche alcuni tipi minori comuni come materiali anti-ferromagnetici e materiali ferrimagnetici. Il diamagnetismo è mostrato negli atomi con solo elettroni accoppiati. La rotazione totale di questi atomi è zero. Le proprietà magnetiche derivano solo dal movimento orbitale degli elettroni. Quando un materiale diamagnetico viene posto in un campo magnetico esterno, produce un campo magnetico debole anti-parallelo 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 degli elettroni. Quando posizionati 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 che venga applicato il campo magnetico esterno. Quando viene applicato il campo esterno, queste zone magnetiche si allineano parallelamente al campo in modo da rendere più forte il campo. Il ferromagnetismo è lasciato nel materiale anche dopo che il campo esterno è stato rimosso, ma il paramagnetismo e il diamagnetismo spariscono non appena il campo esterno viene rimosso. I magneti permanenti sono costituiti da tali materiali ferromagnetici.