Il magnetismo

Ogni corpo che possiede la proprietà della magnetite di attirare oggetti  di  ferro  è  chiamato  calamita  o  magnete.  

Le  due  estremità della calamita rappresentano rispettivamente il polo nord magnetico e il polo sud magnetico. 

Ai due poli la forza magnetica è particolarmente intensa. 

Vediamo ora alcune caratteristiche fondamentali della calamita:

• La calamita attrae sostanze magnetiche che contengono ferro, acciaio, nichel, cobalto.
  Se ad esempio prendiamo una calamita e dei piccoli oggetti come spilli, chiodi, graffette, una gomma e un bottone vedremo che solo i primi tre verranno attratti, mentre la gomma e il bottone resteranno fermi perché non sono materiali ferrosi.
• Una calamita attrae corpi anche a distanza. Tra due sostanze magnetiche si esercita una forza magnetica che agisce a distanza come avviene per la forza gravitazionale e per la forza elettrica. Se ad esempio prendiamo uno spillo e lo appoggiamo su un piano orizzontale, avvicinando una calamita vedremo che lo spillo si muoverà già a distanza perché la forza magnetica agisce a distanza.
• Una calamita attrae corpi anche attraverso altri materiali. La forza magnetica agisce anche attraverso sostanze come la carta oppure il vetro o l’acqua. Se ad esempio prendiamo un foglio di carta e lo attacchiamo al calorifero con una calamita vediamo che questo rimane appeso al calorifero. Se continuiamo a rompere a metà i frammenti della calamita, otteniamo nuove calamite, sempre più piccole, ma ciascuna con i due poli. I poli magnetici si presentano in coppia e non possono essere isolati. 

La presenza di un magnete cambia le proprietà dello spazio ad esso circostante perché agiscono le forze magnetiche. 

Infatti è presente un campo magnetico. 

Prendiamo un ago magnetico libero di ruotare intorno ad un asse verticale passante per il suo baricentro e osserviamo che una sua estremità si orienta puntando in direzione del Polo Nord geografico. Questa estremità dell’ago magnetico sarà il polo nord, mentre l’altro polo opposto sarà il polo sud.

La Terra per questo motivo può essere considerata come un enorme magnete.

E’ possibile visualizzare le linee di forza del campo magnetico ponendo della limatura di ferro vicino ad una calamita. La limatura di ferro si disporrà lungo le linee del campo magnetico con maggior concentrazione in vicinanza dei poli. Questo accade perché ogni frammento di ferro si magnetizza e si orienta come se fosse un magnete di prova mettendo in evidenza le linee di forza del campo magnetico.

Il campo magnetico si dice uniforme quando le linee di forza sono rettilinee e parallele.

Il pianeta Terra si comporta come un grande magnete generando un campo magnetico terrestre.

I poli magnetici della Terra sono molto vicini ai poli geografici e per questo si chiamano polo nord e polo sud.

Però dobbiamo porre attenzione al fatto che per il pianeta Terra in prossimità del Polo Nord geografico abbiamo il polo sud magnetico e viceversa.

Le cariche elettriche in moto generano un campo magnetico.

In generale il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente è debole.

Questo significa che se si desidera generare un campo magnetico non serve avere una calamita, ma basta far scorrere corrente elettrica in un filo.

Per rendere più intenso il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente si possono formare un anello o una spira.

L’intensità del campo magnetico dipende dalla distanza dal filo e aumenta con l’aumentare dell’intensità della corrente.

Se inseriamo una barretta di ferro in una bobina di filo conduttore, otteniamo una elettrocalamita o elettromagnete.

È costituita da un nucleo in materiale ferromagnetico su cui è avvolta una bobina a molte spire di filo elettrico.

Lo scopo dell’elettromagnete è di generare un campo magnetico partendo dalla corrente elettrica.

L’elettromagnete funziona come una calamita che si accende e si spegne a comando. 

Il dispositivo diventa più potente se si aumenta il numero delle spire della bobina o l’intensità della corrente.

Il ferro si magnetizza quando nella bobina passa la corrente elettrica e l’azione magnetica termina appena la corrente si interrompe.

Il campanello elettrico è l’esempio di applicazione dell’elettrocalamita. La corrente elettrica fornita premendo un bottone passa nel filo che avvolge una elettrocalamita. Questa si magnetizza e attira un martelletto di ferro che batte contro la campanella.