Tutto sui magneti

Sembra spuntare dal nulla eppure può essere facilmente osservata da chiunque: il potere del Magneti. Ricordi ancora come, da bambino, eri completamente affascinato di giocare con due magneti, di riunirli sempre insieme e di essere affascinato dalla strana, invisibile forza d'attrazione?

In passato, i magneti e la forza dietro di essi, i Magnetismospesso visto come qualcosa di misterioso, mistico. Non c'è da stupirsi, perché non si può né vedere, né sentire, né sentire questa forza misteriosa. Ma è lì, la forza magnetica - sempre e in molti luoghi diversi della nostra terra.

Mettiamo fine alle supposizioni e alle mezze verità e guardiamo da vicino come funzionano i magneti e cosa si può fare con loro.

Come funzionano i magneti?

In sostanza: Il potere dei magneti non è davvero una novità. Già migliaia di anni fa il magnetismo veniva usato, prima inconsciamente, poi consapevolmente, per scopi molto specifici. A poco a poco, sono stati effettuati innumerevoli esperimenti con i magneti e il magnetismo in generale, fino a quando non è stato possibile spiegarlo anche scientificamente. Il primo contatto con il magnete

Magnetismo

Nel primo approccio al magnetismo prendiamo un normale magnete a barra. Questo classico magnete ha un cosiddetto polo ad ogni estremità. Simile alla nostra terra, qui si parla anche di un polo sud e di un polo nord. La regola di base è: come i pali si respingono, a differenza dei pali si attraggono. Quindi, se prendiamo due magneti e li uniamo, il polo nord e nord, così come il polo sud e il polo sud si respingeranno a vicenda, mentre il polo nord e il polo sud - non importa da quale parte - si attireranno magneticamente.

Tutto è determinato dai campi magnetici

La forza del magnete e il magnetismo dietro di esso non agiscono solo in un punto, ma in un campo, che di conseguenza è chiamato campo magnetico. Oltre alla forza magnetica, il campo magnetico associato può essere rilevato o reso visibile. Possiamo farlo, per esempio, mettendo un gran numero di bussole in una scatola e posizionandovi sopra un magnete a barra. Ora possiamo osservare come i singoli aghi di ogni bussola si allineano lungo le linee di campo magnetico (immaginarie).

I poli magnetici

Parlando dei poli nord e sud, noi umani siamo nati con il magnetismo da tempo immemorabile. La terra ha anche un polo nord e uno sud, e l'intero pianeta è circondato da un campo magnetico. Non ci credi? La prova inequivocabile di questa teoria è una bussola disponibile in commercio. Contiene un piccolo ago di metallo, molto facilmente spostabile, che si allinea con il suddetto campo magnetico della terra e quindi punta sempre verso nord.

Linee di campo magnetico

Le linee del campo magnetico non sono quindi visibili, servono solo come aiuto per la comprensione del campo magnetico. In linea di principio, ci sono un numero infinito di queste linee, ognuna delle quali forma un cerchio chiuso, cioè non hanno né inizio né fine. Se si prendono tutte le linee di campo insieme, si ottiene il campo magnetico totale.

Di cosa sono fatti i magneti?

Noi umani conosciamo bene il cosiddetto ferromagnetismo. Si riferisce alle proprietà magnetiche di un gruppo di sostanze che hanno proprietà specifiche del materiale. Si parla anche dei domini Weiss, collezioni speciali di atomi che conferiscono a un materiale una funzione magnetica permanente. Così, gli atomi sono allineati in una certa sequenza, che si traduce nella funzione magnetica.

Il materiale più noto con proprietà ferromagnetiche è il ferro. Non c'è da stupirsi, quindi, che noi esseri umani conosciamo prevalentemente i materiali magnetici realizzati con questo materiale. Tuttavia, il ferro puro è relativamente inadatto alla magnetizzazione. Per la produzione di magneti permanenti, quindi, si utilizzano solitamente materiali di ferro legati al carbonio. Questo viene anche chiamato acciaio.

A cosa vi servono i magneti?

Lo scopo dimostrativo dell'applicazione nelle scuole ecc. è solo un piccolo profilo della varietà colorata con cui i magneti possono essere utilizzati nella vita quotidiana e nell'industria, nella ricerca ecc. Concretamente, ciò significa che oggi i magneti vengono utilizzati in innumerevoli macchine, elementi, veicoli, utensili, ecc. diversi - per lo più senza che ce ne accorgiamo nemmeno.

Ad esempio, i magneti si trovano nelle automobili, in ogni orologio da polso, negli altoparlanti, nei telefoni, nei frigoriferi, ecc. Esempio di altoparlante: senza l'uso di un magnete, un altoparlante semplicemente non funzionerebbe. Utilizziamo i campi magnetici per generare o trasmettere il suono.

Che tipo di magneti ci sono?

In sostanza, si fa una distinzione tra i diversi tipi di magneti. Ad esempio, ci sono conduttori che possono generare campi magnetici solo quando sono sotto tensione con corrente elettrica. D'altra parte, ci sono i cosiddetti magneti permanenti. Questi hanno sempre un effetto magnetico, indipendentemente dal fatto che la corrente li attraversi o meno. Un sottotipo di magneti permanenti sono anche quei materiali che mostrano un debole magnetismo. Possono essere magnetizzati, ma rimangono in questo stato solo per un tempo limitato. Ad un certo punto perdono di nuovo la loro funzione magnetica.

Industria

In generale, i magneti sono oggi utilizzati in innumerevoli luoghi del settore industriale. Mentre, ad esempio, negli orologi vengono utilizzati magneti molto piccoli e relativamente deboli per garantire il funzionamento preciso del movimento, i nuovi super magneti in neodimio o simili vengono utilizzati per una vasta gamma di applicazioni industriali e commerciali. Gli elettromagneti sono utilizzati anche nel settore industriale per diversi scopi. Un buon esempio è la cernita dei materiali di scarto nel riciclaggio dei rottami metallici. A questo scopo, enormi elettromagneti vengono utilizzati nei depositi di rottami e nei centri di riciclaggio, che sono collegati alle gru. In questo modo, materiali misti come plastica, legno e metallo possono essere facilmente separati semplicemente spostando l'elettromagnete estremamente forte sui materiali dopo che è stato energizzato. La forza magnetica farà in modo che tutte le parti metalliche siano attratte e si attacchino al magnete. Ora possono essere rimossi e conservati ovunque. Per rimuovere le parti metalliche che sono attaccate al magnete, è sufficiente interrompere il flusso di corrente in modo che anche l'effetto magnetico sia disattivato. Le parti metalliche cadono di nuovo.

Magneti permanenti

Inoltre, i magneti permanenti e gli elettromagneti svolgono un ruolo particolarmente importante nell'ingegneria elettrica e nella tecnologia di misura e controllo. Oggi, in particolare la tecnologia dei sensori non può più fare a meno dell'uso di magneti. Si pensi, ad esempio, ai moderni sistemi di allarme dotati di interruttori magnetici. Un design di questo tipo è molto semplice ma efficace. Se l'interruttore magnetico viene interrotto, la corrente non scorre più in un circuito di indicazione e il sistema di allarme può essere attivato.

Restiamo un po' più a lungo con i magneti permanenti, chiamati anche magneti permanenti. Come può un tale magnete esercitare in modo permanente la forza appropriata senza che la corrente lo attraversi? La soluzione: la struttura interna del magnete permanente ha un gran numero di piccoli magneti cosiddetti elementari, ognuno dei quali è formato da un insieme di atomi. Ogni atomo ha almeno un elettrone che orbita attorno al suo nucleo.

Perché i magneti hanno certi colori?

Non solo nei magneti per la scuola e per l'insegnamento, ma anche nei magneti per utensili e in quelli utilizzati a livello industriale, troviamo spesso aree contrassegnate da colori. Per esempio, molti magneti a barre hanno un lato rosso e uno blu o verde. Il segreto di tutto questo è molto semplice: i diversi colori vengono utilizzati per marcare i pali. Questo facilita la manipolazione e rende chiaro a prima vista con quale polo abbiamo a che fare. Ad esempio, il polo positivo dei magneti permanenti è sempre colorato di rosso, mentre il polo negativo è segnato in blu.

Vengono utilizzati nell'industria in varie forme e applicazioni, ma li usiamo sempre più spesso anche nella vita di tutti i giorni, anche solo per attaccare una nota alla bacheca di metallo o al frigorifero. I magneti esercitano un fascino particolare su molte persone, in quanto sono portatori di un potere apparentemente invisibile e possono essere utilizzati in una grande varietà di modi. Su questo sito web imparerete tutto sui diversi magneti e sul magnetismo che li sottende. Seguiteci in questo mondo affascinante.

Materiali nuovi

I magneti sempre più forti e precisi con i loro nuovi materiali come il neodimio o il samario garantiscono che le applicazioni dei magneti sia nell'industria che nella nostra vita quotidiana siano sempre più diversificate. Al giorno d'oggi sono disponibili sul mercato anche i più piccoli super magneti con forze estreme. Molti esperimenti sono in corso con questi componenti e alcuni di essi sono già utilizzati nei prodotti finiti. Un esempio di questo è l'ingegneria automobilistica. Da quando le nostre auto sono diventate sempre più pesanti per anni a causa delle loro dimensioni crescenti, della tecnologia sempre più complessa, ecc., l'industria è alla ricerca di metodi di produzione alternativi che consentano soprattutto di risparmiare peso. L'uso di magneti è una possibilità adeguata in questo caso. Ad esempio, gli elementi di fissaggio pesanti con cuciture saldate o un gran numero di viti possono essere sostituiti da piccoli e leggeri magneti che offrono una resistenza simile o addirittura migliore.

Produzione

Negli ultimi anni e decenni, tuttavia, sono stati fatti progressi nella produzione di magneti, ed è per questo che i magneti convenzionali in acciaio vengono ora sostituiti in molti settori da veri e propri materiali high-tech che hanno proprietà materiali ancora migliori. Si tratta, ad esempio, di materiali sinterizzati in bario o esaferrite di stronzio, che vengono addizionati di ossido di ferro e successivamente magnetizzati.

Tuttavia, questi materiali non rappresentano ancora l'apice dello sviluppo di magneti sempre nuovi e più forti. Lo stato dell'arte oggi sono i cosiddetti super magneti realizzati con materiali come il neodimio o il samario, che appartengono ai metalli delle terre rare e si trovano in varie zone della crosta terrestre.