Tutti conoscono questi oggetti duri e scuri che emanano poteri misteriosi. Puoi incontrarli ovunque: non solo tengono fissi gli appunti sul frigorifero o chiudono le borse, ma si trovano anche nella maggior parte degli elettrodomestici e oggetti per la casa. I magneti attirano i metalli ferromagnetici e si attaccano quindi ai caloriferi o al frigorifero. Questa attrazione tra i corpi è immediatamente visibile anche se la potenza della forza non la si percepisce. Pertanto, i magneti restano oggetti mistici per molte persone. La loro forza è impercettibile per l’uomo – almeno dal punto di vista fisico. Noi esseri umani non possiamo né sentire, annusare, vedere, né sentire direttamente i campi energetici dei magneti. Come è possibile? Quali forze invisibili si nascondono dietro di essi?
Magneti: Onnipresenti e misteriosi
- Che cos’è un magnete?
- Perché un magnete è magnetico?
- Quando un magnete è considerato magnetico?
- Cosa è in grado di attirare un magnete?
- Dove si può ottenere una forza magnetica più potente?
- Cosa succede se un magnete si rompe?
- Quando un magnete perde la sua forza attrattiva?
- Quali tipologie di magneti esistono?
Che cos’è un magnete?
Un magnete è un oggetto che possiede un campo magnetico. I cosiddetti magneti sono oggetti che attirano o respingono altri oggetti in metallo. I metalli che hanno proprietà magnetiche sono il ferro, il cobalto e il nichel. Ogni magnete ha due cosiddetti „poli“, un polo nord e un polo sud. Questi attirano a loro volta gli altri poli.
Se tenete insieme il polo sud di un magnete e il polo nord di un altro magnete, si attrarranno l’un l’altro. Tuttavia, se provi a tenere insieme due poli nord (o due poli sud), i magneti si respingeranno.
La forza invisibile che agisce tra i magneti è chiamata forza magnetica.
Perché un magnete è magnetico?
Non tutti i pezzi di metallo sono tuttavia magnetici. La motivazione sta nel fatto che gli atomi o le piccole particelle metalliche che lo compongono sono disposte in maniera disordinata. Tutte queste particelle possono essere pensate come piccoli magneti, che se appunto disposti in modo disordinato, non lasciano attivare le loro forze magnetiche. In tal caso il pezzo di metallo non possiede né un polo nord né un polo sud. Tuttavia, se l’oggetto dovesse venire strofinato con un magnete, allora le particelle vengono a disporsi correttamente, ruotando in una sola direzione, generando così la forza magnetica. Tuttavia, ciò avviene solo se si tratta di un oggetto ferromagnetico, ovvero, oggetti in ferro, cobalto o nichel.
Un magnete è magnetico per lo stesso motivo, infatti è costituito da un materiale ferromagnetico, le cui particelle magnetiche elementari sono tutte orientate nella stessa direzione. Tutte le particelle che compongono un magnete (neutroni, elettroni e protoni), rappresentano individualmente piccoli magneti deboli, i quali unendosi formano magneti più grandi in grado di sprigionare forze magnetiche forti. Protoni e neutroni, formano la parte più interna, ovvero il nucleo atomico, che rappresenterà il magnete più grande della molecola. Gli atomi si uniscono ad altre particelle, molecole o cristalli e creano così ulteriori forze magnetiche.
Quando un magnete è considerato magnetico?
Tutte le sostanze sono magnetiche se hanno i cosiddetti domini magnetici. Questi sono elettroni che possiedono lo stesso orientamento. Si tratta però di un fenomeno non visibile dall’esterno.
Affinché questa proprietà magnetica venga attivata, tutte le piccole particelle del pezzo di metallo devono essere orientate o polarizzate nella stessa direzione. Quando un forte campo magnetico viene posto dinanzi al pezzo di metallo, tutte le particelle sono costrette a virare nella stessa direzione, facendo sì che la forza magnetica agisca verso l’esterno.
Cosa è in grado di attirare un magnete?
L’attrazione dei magneti avviene soltanto con oggetti contenenti ferro, nichel o cobalto. Questi tre elementi sono definiti appunto sostanze ferromagnetiche in quanto si comportano come il ferro.
Dove si può ottenere una forza magnetica più potente?
L’attrazione dei magneti è più forte ai poli. Non c’è quasi nessuna forza nel mezzo del magnete a barra. Quest’area è quindi definita anche „zona neutra“. Invece, la forza magnetica di un magnete a ferro di cavallo è molto più forte perché la forza di entrambi i poli lo influenza. Il Polo Nord e il Polo Sud lavorano in direzioni opposte. Pertanto, gli effetti del Polo Nord e del Polo Sud si annullano l’un l’altro man mano che ci si avvicina al centro del magnete. Poiché le estremità di un magnete a ferro di cavallo interagiscono, si avrà la possibilità di sollevare carichi più pesanti rispetto a un solo polo su un magnete a barra.
Cosa succede se un magnete si rompe?
I magneti sono disponibili in diversi formati. Una forma semplice per un magnete è rappresentata dalla forma a bastoncino o a barra. Un’altra forma molto tipica è il magnete a ferro di cavallo. Solitamente su di essi, viene fatta una distinzione tra quello che è il polo nord e il polo sud. Il polo nord è spesso contrassegnato in rosso, il polo sud in verde o blu.
Se un magnete a barra si rompe nel mezzo, si otterranno due nuovi magneti a barra, entrambi con un polo nord e un polo sud. Indipendentemente dalle volte in cui si divideranno queste barrette, il risultato non cambia; si otterranno sempre nuovi piccoli magneti con da entrambi gli estremi i due poli opposti. Ciò avviene in quanto le innumerevoli piccole aree che compongono il magnete, si comportano a loro volta come piccoli magneti. Si tratta di magneti elementari, in grado di allinearsi se dinanzi ad un altro corpo magnetico. Il calore o le vibrazioni sono in grado di smagnetizzare le sostanze.
Quando perde un magnete la sua forza attrattiva?
Al di là di quanto possa essere misteriosa e affascinante una calamita, questa non ha purtroppo la proprietà di essere eterna, ovvero la forza magnetica non è per sempre. Anche se è difficile da credere, i magneti, col tempo, perdono la loro forza attrattiva. Questa durata è influenzata da tre cose:
Vibrazione
A differenza dei magneti al neodimio, tutti gli altri magneti permanenti sono sensibili alle vibrazioni. Pertanto, le vibrazioni degli stessi devono essere evitate per far sì che venga mantenuta la forza attrattiva. Può infatti accadere che l’ordine del magnete venga interrotto e la sua forza magnetica venga ridotta anche con una sola caduta. La forza magnetica può anche essere completamente distrutta. Più spesso si agita il magnete, più piccole diventeranno le sue proprietà magnetiche.
Temperatura
Ogni magnete ha la propria temperatura operativa massima. I magneti al neodimio, ad esempio, perdono la loro forza magnetica a 80 ° C. Anche il freddo può disattivare le forze magnetiche al loro interno.
Campi magnetici
I campi magnetici sono responsabili dell’ordine delle particelle interne nei magneti e possono allo stesso tempo distruggerle. Forti campi magnetici esterni possono mescolare le particelle, anche se allineate uniformemente. Di conseguenza, la forza di questi magneti non sarà più visibile all’esterno.
Sebbene i magneti possano essere conservati a lungo proteggendoli dai tre fattori precedenti, c’è un altro fattore che non può essere fermato: la ruggine. La corrosione può distruggere permanentemente i magneti. Per evitare ciò, il cobalto viene aggiunto nella produzione di magneti. Questo materiale riesce a restare intatto, impedendone il deterioramento.
Quali tipologie di magneti esistono?
I magneti naturali sono magneti che si presentano liberamente in natura. Queste cosiddette pietre di magnetite sono composte da lava e azoto contenenti ferro raffreddato. Essi possiedono un magnetismo naturale, ereditato della terra.
Gli elettromagneti invece, sono magneti creati tecnicamente per induzione o elettricità. La corrente scorre attraverso una bobina che è avvolta attorno ad un nucleo di ferro. Finché scorre la corrente, il nucleo di ferro guida e trattiene il campo magnetico risultante. Questi magneti si attivano solo quando la corrente li attraversa.
I magneti permanenti sono magneti fabbricati industrialmente con materiali diversi. Quelli in ferrite sono realizzati principalmente in ferro. I magneti al neodimio sono costituiti da una lega al neodimio,ferro e boro, mentre i magneti AlNiCo sono costituiti da alluminio, nichel e cobalto. I magneti SmCo sono costituiti da samario e cobalto. Magneti permanenti vengono utilizzati ad esempio nei dispositivi di misurazione, bussole, microfoni e nei dischi rigidi dei computer.
I super magneti sono un tipo speciale di magneti permanenti, realizzati a base di neodimio. Il neodimio è un tipo di „terra rara“, così definita in quanto appunto rara in natura. E i magneti realizzati con tale materia, sono molto più potenti di quelli in ferrite, motivo per cui sono chiamati super magneti. A seconda delle loro dimensioni, hanno enormi poteri. Più grande è un magnete al neodimio, maggiore sarà la sua forza attrattiva.