Suzione magnetica
Dlin dlon! Scopriamo come funzionano i campanelli
Vi siete mai chiesti come funzionano i vecchi campanelli? State per scoprirlo con questo esperimento. Una bobina di filo elettrico attraversata da una corrente costituisce un elettromagnete che si comporta in modo molto simile a un magnete a barra. La bobina magnetizza un chiodo di ferro e lo attira a sé con una forza sorprendente.
- Filo elettrico per campanelli lungo 12 metri
- Cannuccia di plastica con diametro di circa 6 millimetri e tagliata in modo da essere lunga 13-15 centimetri
- Una batteria grande da 6 volt (potete utilizzare anche un porta batterie con due pile alcaline D, ma l’effetto è ridotto)
- Un chiodo di acciaio (non inossidabile), il più grande possibile, che stia comodo dentro alla cannuccia; i chiodi (grandi) lisci sono i migliori
- Pinza pelafili
- Forbici (non presenti nell’immagine)
- Due clip a coccodrillo con cavo lungo circa 30 centimetri
- Avvolgete il filo attorno alla cannuccia lasciandone liberi circa 5 centimetri per ogni estremità.
- Con la pinza pelafili o le forbici, eliminate circa 2,5 centimetri di isolamento del filo su entrambe le estremità (come nella foto).
- Collegate una clip a coccodrillo su ogni estremità del filo.
Inserite una parte del chiodo all’interno della bobina e collegate rapidamente le clip ancora libere ai poli della batteria. La bobina dovrebbe risucchiare il chiodo al suo interno.
Provate a pensare: cosa accadrebbe se provaste a invertire il collegamento alla batteria? Inserite nuovamente una parte del chiodo nella bobina e collegate le clip alla batteria, ma invertendo positivo e negativo. Avevate indovinato?
Ogni carica elettrica in movimento genera un campo magnetico nello spazio circostante. Un avvolgimento di filo elettrico attraversato da corrente genera un campo magnetico su di sé. È possibile incrementarne l’intensità aumentando i giri di filo. Più gli avvolgimenti sono numerosi, più il magnete è potente. Proprio come un magnete a barra, questa bobina di filo elettrico ha un polo nord e un polo sud ed è un elettromagnete.
La rotazione degli elettroni, come piccole cariche sferiche che roteano, fa sì che ogni atomo si comporti come un minuscolo magnete. Generalmente, tutti questi avvolgimenti puntano in direzioni diverse, quindi il ferro non ha un magnetismo unico. Però, se avviciniamo un chiodo al polo sud dell’elettromagnete, i poli nord degli atomi di ferro vengono attratti verso il polo sud dell’elettromagnete e si allineano orientandosi tutti nella stessa direzione. Il chiodo a questo punto viene magnetizzato e i suoi poli nord sono rivolti verso il polo sud dell’elettromagnete. I poli opposti si attraggono, quindi il chiodo viene risucchiato all’interno dell’elettromagnete.
Invertendo la direzione della corrente, si invertono anche i poli. Questo potrebbe portarci a pensare che il chiodo possa essere espulso dall’elettromagnete. Eppure, l’elettromagnete continua ad attrarlo e a risucchiarlo al suo interno. Questo accade perché tutti gli atomi di ferro del chiodo si riorientano per allinearsi con il polo dell’elettromagnete, indipendentemente da quale sia. Quindi il chiodo viene sempre attratto verso l’interno dell’elettromagnete e non viene mai espulso.
Per capire quale estremità della bobina è il polo nord magnetico è possibile utilizzare una bussola o il metodo della mano destra: chiudete la mano destra a pugno, tenetela parallela alla bobina e puntate il pollice nella direzione del flusso della corrente (che va sempre dal terminale positivo a quello negativo della batteria). Il vostro pollice indica il polo nord della bobina.
