Quali sono le forze magnetiche?
Le forze magnetiche agiscono su oggetti magnetici o particelle cariche che si muovono attraverso un campo magnetico. Sono influenzati dalla forza del campo magnetico, dalla carica totale di una particella e dalla sua velocità e direzione. I magneti permanenti hanno le loro strutture molecolari allineate durante la formazione in modo da attirare determinati tipi di metalli. Le forze magnetiche vengono sfruttate quando l'elettricità viene convertita in rotazione meccanica e viceversa.
Il mezzo attraverso il quale vengono trasmesse le forze magnetiche è il campo magnetico. Viene creato un campo magnetico con un magnete permanente o una corrente elettrica. Poiché una corrente elettrica è un flusso di portatori di carica in movimento, come gli elettroni, può essere analizzata considerando solo una particella. Pertanto, un singolo elettrone che si muove attraverso lo spazio creerà un campo magnetico.
Un'applicazione comune di forze magnetiche è il magnete da frigorifero, che è un magnete permanente. I magneti permanenti sono soggetti a un forte campo magnetico quando vengono fabbricati. In questo processo, le loro strutture cristalline interne sono allineate in modo tale da rimanere magnetizzate. Un magnete permanente attirerà materiali ferromagnetici come il ferro. Il ferromagnetismo è solo una fonte di forze magnetiche, ma è quella comunemente associata al magnetismo nelle situazioni quotidiane.
I magneti permanenti esercitano anche forze magnetiche su altri magneti. Questo è quando i poli dei magneti diventano importanti. A differenza delle linee di campo elettrico, le linee di campo magnetico ruotano sempre attorno e formano un circuito chiuso. In altre parole, i magneti hanno sempre due poli distinti, convenzionalmente chiamati polo nord e polo sud. Gli stessi poli di due magneti diversi si respingeranno, mentre i poli opposti attireranno.
Un'altra situazione in cui sorgeranno forze magnetiche coinvolge due correnti elettriche vicine che viaggiano ad angolo retto l'una rispetto all'altra. Queste correnti produrranno i propri campi magnetici, ma avranno orientamenti diversi, portando a forze tra le due correnti. Più corrente c'è, più forti saranno le forze.
L'interazione tra magneti e corrente elettrica è la base sia del generatore elettrico che del motore elettrico. Per un generatore, il movimento meccanico prodotto da una centrale elettrica o da un motore fa girare un componente con magneti. Il cambiamento del campo magnetico indurrà una corrente elettrica nell'altra parte del generatore. Quando il dispositivo viene utilizzato come motore, è la corrente elettrica che viene fornita. Le stesse forze magnetiche produrranno una coppia meccanica per far girare l'altro lato del motore.