Elettricità e magnetismo sono voci distinte nel dizionario, anche se sono manifestazioni della stessa forza. Quando le cariche elettriche si muovono, creano un campo magnetico; quando un campo magnetico varia, produce corrente. Sebbene un singolo filo che trasporta corrente produca un campo magnetico, il filo arrotolato avvolto attorno a un nucleo di ferro ne produce uno più forte. Gli inventori hanno sfruttato le forze elettromagnetiche per creare motori elettrici, generatori, macchine per la risonanza magnetica, giocattoli levitanti, elettronica di consumo e una miriade di altri preziosi dispositivi su cui fai affidamento ogni giorno vita.
Strumenti potenti per il sollevamento di carichi pesanti
Non puoi accendere e spegnere un normale magnete, ma puoi farlo con un elettromagnete. D'altra parte, gli elettromagneti non funzioneranno senza una fonte di alimentazione esterna. Puoi anche alterare la forza di un elettromagnete modificando la quantità di corrente che scorre attraverso i suoi fili. Le aziende, come i rivenditori di auto di recupero, possono accendere un grande elettromagnetico, usarlo per sollevare un'auto, spostarla in un'altra posizione e tagliare l'elettromagnete per rilasciare l'auto in un'altra posizione. I cantieri di demolizione utilizzano anche grandi elettromagneti per separare il ferro e altri metalli ferrosi mescolati con materiali non ferrosi.
Meraviglie elettromagnetiche su larga scala
Il Giappone sta testando un treno levitante da 320 chilometri all'ora (200 miglia all'ora) che utilizza elettromagneti per librarsi e muoversi. La Marina degli Stati Uniti esegue esperimenti ad alta tecnologia con un'arma futuristica di cannone a rotaia elettromagnetica. Può sparare proiettili a distanze significative a velocità superiori a Mach 6. Poiché i proiettili hanno un'enorme energia cinetica, possono distruggere i bersagli all'impatto senza usare esplosivi. La Marina ha anche testato una catapulta elettromagnetica progettata per lanciare gli aerei dai ponti delle portaerei. Poiché è più preciso delle vecchie catapulte a vapore, le portaerei potrebbero lanciare una più ampia varietà di velivoli.
Elettromagneti e induzione
Quando un filo vicino a un campo magnetico variabile produce corrente elettrica, questo fenomeno è chiamato induzione. Motori elettrici, generatori di corrente e trasformatori funzionano tutti a induzione. I trasformatori sono fondamentali nella trasmissione elettrica perché possono aumentare o diminuire la tensione secondo necessità durante il viaggio verso i consumatori. I motori elettrici trasformano la corrente elettrica in energia meccanica in tutti i tipi di apparecchiature, comprese le macchinine, le auto vere, i rover su Marte, le lavatrici, gli asciugacapelli e gli utensili elettrici. I generatori di corrente funzionano come i motori elettrici, ma al contrario: trasformano il moto rotatorio in energia elettrica. Il moto rotatorio può provenire da mulini a vento, turbine a vapore, motori a benzina o altre fonti. Questo è vero per le apparecchiature che vanno dai piccoli generatori alimentati a gas fino alle gigantesche utility elettriche che alimentano le città.
Elettromagneti in altri dispositivi comuni
Potresti non vedere mai alcuni elettromagneti, ma spesso sono nascosti in molti prodotti elettronici che usi. Premi un campanello, ad esempio, e la corrente elettrica crea un campo magnetico che attira una suoneria che colpisce il campanello. I relè sono speciali elettromagneti che funzionano come interruttori elettrici automatici. Li troverai in una varietà di applicazioni consumer e commerciali, come ad esempio:
- televisori
- computer
- automobili
- ascensori
- fotocopiatrici
Alcuni dei magneti più potenti al mondo risiedono nelle macchine per la risonanza magnetica. Simile a una ciambella, un elettromagnete MRI scansiona i pazienti per produrre immagini che i medici possono rivedere.