3. Fenomeni magnetici e fenomeni elettrici

La corrente elettrica può generare un campo magnetico?

Si costruisce un circuito elettrico, con un filo conduttore, una pila, due morsetti e due sostegni per il filo. Al centro del circuito è posta una calamita ad ago montata su un supporto e libera di ruotare. Quando il circuito è aperto, la calamita è disposta in direzione Nord-Sud (12 ). Quando il circuito viene chiuso, nel filo conduttore circola corrente elettrica e la calamita ruota e forma un certo angolo con il filo conduttore. Se l’intensità di corrente è elevata l’angolo è di 90° (13 ).

L’elettrocalamita è un dispositivo formato da un filo elettrico avvolto intorno a una sbarra di ferro. Se il filo elettrico viene avvolto più volte a formare una specie di molla a spirale, il campo magnetico generato dal passaggio della corrente diventa più intenso: maggiore è il numero di spire dell’avvolgimento, maggiore è il campo magnetico che si genera. Al passaggio della corrente la sbarra di ferro si magnetizza (14 ) e, non appena viene aperto il circuito e non passa più corrente, si smagnetizza (15 ).

La sbarra di ferro diventa dunque una calamita che funziona a “comando”. Le elettrocalamite sono molto usate perché, rispetto ai magneti naturali, offrono due vantaggi: sono più potenti e possono essere attivate o disattivate a piacere chiudendo o aprendo il circuito elettrico. Sono state perciò utilizzate nell’industria per il trasporto di materiali ferrosi e nella costruzione di vari apparecchi tra cui il telefono, il telegrafo, il campanello.

Nei disegni puoi osservare una bobina, cioè un filo conduttore avvolto a spirale, in modo che le spire poggino una sull’altra. Fra le spire della bobina viene introdotta una calamita, cioè un magnete. La bobina è collegata a un amperometro che indica se avviene un passaggio di corrente.

Quando la calamita viene inserita nella bobina, sull’amperometro la lancetta si sposta: si è generata una corrente elettrica ( a ). Quando la calamita viene fermata, la lancetta dell’amperometro torna sullo 0: non c’è passaggio di corrente elettrica ( b ). Quando la calamita viene estratta dalla bobina, sull’amperometro la lancetta si sposta, ma in direzione opposta rispetto alla precedente ( c ).

Il movimento di un magnete determina una corrente elettrica indotta, che cambia verso ogni volta che viene spostato. Questo fenomeno, scoperto da Faraday nel 1831, prende il nome di induzione elettromagnetica ed è stato sfruttato per costruire macchine elettromagnetiche capaci di produrre grandi quantità di energia elettrica per uso sia domestico sia industriale.