Como é um eletroímã diferente de um ímã de barra regular?

O magnetismo é uma força natural que permite que os ímãs interajam com outros ímãs e certos metais à distância. Cada ímã possui dois pólos, denominados pólos “norte” e “sul”. Como os pólos magnéticos se empurram e os diferentes pólos se aproximam. Todos os ímãs atraem certos metais para eles. São dois tipos de ímãs. Existem ímãs naturais e ímãs feitos de peças elétricas, chamadas de "eletroímãs".

Eletricidade e magnetismo, embora aparentemente duas forças separadas, estão na verdade intimamente interligados. Descoberta pelo físico Michael Faraday no século 19, a lei da indução eletromagnética mostra que cargas elétricas em movimento criam campos magnéticos. Esta é a base para a existência de ímãs naturais e eletroímãs feitos pelo homem, de acordo com Kristen Coyne do National High Magnetic Field Laboratory.

Com ímãs que ocorrem naturalmente, a corrente de cargas elétricas em movimento que cria o campo magnético é gerada dentro da substância do ímã. Os átomos, as minúsculas partículas que constituem todos os objetos físicos, são constituídos por elétrons carregados orbitando as partículas nucleares. Como os elétrons estão constantemente se movendo ao redor do núcleo, eles estão constantemente criando campos magnéticos.

Na maioria dos materiais, os pólos norte e sul desses minúsculos ímãs atômicos apontam para todas as direções. Isso faz com que os efeitos de cada um se cancelem e o material não seja magnético. Em alguns materiais, principalmente metais, esses minúsculos ímãs se alinham e tornam todo o objeto magnético.

Um eletroímã é um dispositivo composto de três partes simples. Uma bobina de fio é enrolada em torno de um núcleo de metal, geralmente ferro. Uma bateria ou outra fonte de alimentação está conectada à bobina de fio. O fio é geralmente muito fino e isolado por esmalte, para reduzir ainda mais o tamanho.

Quando a tensão é aplicada à bobina, uma corrente elétrica começa a fluir por ela. Isso faz com que um campo magnético se forme em torno do fio. A forma da bobina força o campo magnético da corrente em uma configuração especial. Todos os campos de cada loop da bobina se alinham de forma que o efeito seja o de uma barra magnética natural. Uma extremidade da bobina é um pólo norte e a outra extremidade é um pólo sul. O núcleo de ferro reforça o campo do fio, tornando o eletroímã mais forte.

Em muitos aspectos, um ímã natural e um eletroímã são iguais. Ambos são objetos que geram grandes campos magnéticos a partir de correntes elétricas. Ambos têm um pólo norte e um pólo sul. No entanto, um eletroímã pode variar sua força (variando sua corrente) e um ímã natural não pode. Um eletroímã pode mudar seus pólos (invertendo sua tensão), enquanto um ímã natural não pode. O campo de um ímã natural é gerado por muitas correntes microscópicas. O campo de um eletroímã é gerado por uma única corrente de grande escala.