Elettromagneti ed EMP
Ciao, sono partito dalla curiosità di scoprire come funzionasse il meccanismo di magnetizzazione e smagnetizzazione degli elettromagneti da sollevamento usati comunemente dagli sfasciacarrozze.
Ciò che non mi è chiaro sono le leggi fisiche e il ragionamento che sta dietro a questo strumento, fino ad ora ero a conoscenza delle calamite e quindi di un tipo di attrazione elettromagnetica ma le calamite erano magneti permanenti e stop, adesso invece ho letto su internet che esistono gli elettromagneti, ovvero calamite avvolte da una bobina.
Fermo restando che dovrei sapere le basi dell'elettromagnetismo, potete farmi chiarezza sul funzionamento dello strumento?
L'idea che ho abbozzato è che ci sia un elettromagnete che viene magnetizzato o smagnetizzato, nel senso che gli viene modificato l'orientamento del dominio magnetico, utilizzando degli impulsi elettrici o elettromagnetici (troppi concetti mi scoppia la testa)?!...
Non ho bene idea se gli EMP trovino riferimento, ma nel dubbio ho ipotizzato qualsiasi cosa.
Fatemi sapere
Ciò che non mi è chiaro sono le leggi fisiche e il ragionamento che sta dietro a questo strumento, fino ad ora ero a conoscenza delle calamite e quindi di un tipo di attrazione elettromagnetica ma le calamite erano magneti permanenti e stop, adesso invece ho letto su internet che esistono gli elettromagneti, ovvero calamite avvolte da una bobina.
Fermo restando che dovrei sapere le basi dell'elettromagnetismo, potete farmi chiarezza sul funzionamento dello strumento?
L'idea che ho abbozzato è che ci sia un elettromagnete che viene magnetizzato o smagnetizzato, nel senso che gli viene modificato l'orientamento del dominio magnetico, utilizzando degli impulsi elettrici o elettromagnetici (troppi concetti mi scoppia la testa)?!...
Non ho bene idea se gli EMP trovino riferimento, ma nel dubbio ho ipotizzato qualsiasi cosa.
Fatemi sapere
Risposte
Per capire come funziona un elettromagnete devi partire dalla legge di Biot-Savart, che determina, in un punto dello spazio, il campo di induzione magnetica generato da una distribuzione di correnti elettriche.
Successivamente vediti la legge di Ampère e qualche sua applicazione, per capire come si sviluppa il campo magnetico in una spira, quindi in un solenoide. Per ora siamo rimasti "nel vuoto" però. Se in questo solenoide c'è un materiale, possiamo avere diversi comportamenti, quindi ora bisogna studiare i campi magnetici nella materia, cioè quello che succede quando un campo magnetico si trova in un mezzo (diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo).
Ti anticipo già che un materiale ferromagnetico "amplifica" il campo di induzione magnetica che lo attraversa.
Il meccanismo alla base del ferromagnetismo non può essere spiegato in termini classici perché è dovuto a un fenomeno quantistico chiamato accoppiamento di scambio tra atomi o molecole contigui; l'effetto, però, è molto semplice: grandi numeri di dipoli magnetici manifestano un comportamento cooperativo e tendono ad allineare i propri momenti magnetici. In pratica l'energia d'interazione di ogni dipolo magnetico con i sui vicini risulta minore se tutti hanno la stessa direzione.
La differenza tra le calamite e gli elettromagneti in realtà è solo una: il tipo di materiale (materiali magnetici dolci e duri);
i materiali delle comuni calamite non sono in realtà magneti permanenti, ma semplicemente tendono a "rilassarsi", cioè a tornare a uno stato smagnetizzato, in un tempo più lungo, mentre in un elettromagnete il tempo necessario è molto minore, ecco perché appena tolta la corrente il materiale non è più magnetizzato.
Ho cercato di essere breve ma ovviamente si perde in chiarezza e completezza, la domanda abbraccia almeno 3 capitoli di un corso di Fisica 2.
Successivamente vediti la legge di Ampère e qualche sua applicazione, per capire come si sviluppa il campo magnetico in una spira, quindi in un solenoide. Per ora siamo rimasti "nel vuoto" però. Se in questo solenoide c'è un materiale, possiamo avere diversi comportamenti, quindi ora bisogna studiare i campi magnetici nella materia, cioè quello che succede quando un campo magnetico si trova in un mezzo (diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo).
Ti anticipo già che un materiale ferromagnetico "amplifica" il campo di induzione magnetica che lo attraversa.
Il meccanismo alla base del ferromagnetismo non può essere spiegato in termini classici perché è dovuto a un fenomeno quantistico chiamato accoppiamento di scambio tra atomi o molecole contigui; l'effetto, però, è molto semplice: grandi numeri di dipoli magnetici manifestano un comportamento cooperativo e tendono ad allineare i propri momenti magnetici. In pratica l'energia d'interazione di ogni dipolo magnetico con i sui vicini risulta minore se tutti hanno la stessa direzione.
La differenza tra le calamite e gli elettromagneti in realtà è solo una: il tipo di materiale (materiali magnetici dolci e duri);
i materiali delle comuni calamite non sono in realtà magneti permanenti, ma semplicemente tendono a "rilassarsi", cioè a tornare a uno stato smagnetizzato, in un tempo più lungo, mentre in un elettromagnete il tempo necessario è molto minore, ecco perché appena tolta la corrente il materiale non è più magnetizzato.
Ho cercato di essere breve ma ovviamente si perde in chiarezza e completezza, la domanda abbraccia almeno 3 capitoli di un corso di Fisica 2.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo