Gli elettromagneti sono dispositivi semplici che imitano il comportamento dei magneti naturali, con un importante differenza: la capacità di cambiare la loro intensità del campo magnetico a causa della loro generazione elettrica campi magnetici. La variazione di uno qualsiasi dei quattro elementi di base di un elettromagnete consente di impostare l'intensità del campo secondo necessità.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
I quattro fattori principali che influenzano la forza di un elettromagnete sono il numero di loop, la corrente, la dimensione del filo e la presenza di un nucleo di ferro.
Numero di loop
Un elettromagnete è costituito da una bobina di filo avvolto attorno a un nucleo metallico, solitamente di ferro, e collegato a una batteria. Quando la corrente elettrica si muove attorno alle spire della bobina, genera un campo magnetico simile a quello di un piccolo magnete a barra. Ha un polo nord su un lato dell'anello e un polo sud sull'altro. Poiché la bobina è composta da un filo continuo, i campi magnetici di ogni anello "si accumulano", creando qualcosa come un grande magnete a barra. Un modo per aumentare o diminuire la forza del campo magnetico è cambiare il numero di spire nella bobina. Più loop aggiungi, più forte diventerà il campo. Più loop rimuovi, più debole diventerà il campo.
Il nucleo di metallo
Il metallo all'interno della bobina ingrandisce il campo da essa creato. Cambiare il nucleo metallico per un metallo diverso renderà l'elettromagnete più forte o più debole. I nuclei di ferro creano campi molto resistenti. I nuclei d'acciaio rendono i campi più deboli. I nuclei al neodimio creano i campi più forti. Far scorrere parzialmente il nucleo fuori dalla bobina indebolirà il campo, perché al suo interno c'è meno metallo.
Corrente della batteria
La modifica della quantità di corrente che scorre attraverso l'elettromagnete cambierà anche il campo che produce. Maggiore è la corrente nella bobina, più forte sarà il campo magnetico. Al contrario, abbassando la tensione della batteria diminuisce la corrente, indebolendo il campo. Questo fatto ha però una complicazione: quando si aumenta la corrente, i fili magnetici si surriscaldano, e possibilmente friggono il delicato isolamento elettrico senza il quale il magnete non può funzionare.
Dimensione del filo
Sebbene i fili metallici siano conduttori di elettricità molto efficienti, hanno ancora una certa resistenza al flusso di corrente. L'uso di cavi di diametro maggiore sulla bobina ridurrà questa resistenza innata. Ciò aumenterà la corrente e quindi il campo. L'uso di calibri più piccoli aumenterà la resistenza, ridurrà la corrente e indebolirà il campo. L'uso di diversi tipi di filo metallico influirà anche sull'intensità del campo, poiché ogni metallo ha una diversa resistenza intrinseca alla corrente.