INDUZIONE ELETTROMAGNETICA - 5


REALIZZAZIONE DEL SOLENOIDE

Quando si avvolge un solenoide attorno ad un nucleo di ferro dolce, questo si trova immerso nel campo generato dalla corrente che percorre il solenoide e si magnetizza per induzione, assumendo sempre polarità concordi con quelle del solenoide magnetizzante; si forma così un campo risultante unico, nel quale si sommano le azioni magnetiche proprie del solenoide e quelle del nucleo magnetizzato. Si esprime questo fenomeno dicendo anche che il ferro rinforza le azioni magnetiche del solenoide. Si ottengono così gli elettromagneti, di diversa potenza, nei quali il campo permane finché permane la corrente magnetizzante e si estingue quasi con essa. Infatti, il campo magnetico nel ferro si esaurisce con un certo ritardo. Se invece il nucleo introdotto nel solenoide è di acciaio, questo ritardo è assai maggiore.

Fig. 7 - Simbolo elettrico, adottato nella composizione circuitale degli schemi teorici, di un comune elettromagnete, denominato pure elettrocalamita.

Il simbolo elettrico dell'elettromagnete, normalmente adottato nella composizione degli schemi teorici, è quello riportato in figura 7, mentre una delle possibili espressioni pratiche dell'elettromagnete può essere quella riportata in D di figura 8. 

     

 Fig. 8 - Fasi costruttive del piccolo elettromagnete necessario per condurre alcuni pratici esperimenti descritti nel testo. La vite di ferro dolce (A) deve essere ricoperta, nel suo gambo, con alcuni strati di carta o nastro adesivo. Su questi si compone poi il primo solenoide (B), mediante filo di rame smaltato del diametro di 0,5 mm. Quindi si copre il primo avvolgimento con nastro adesivo (C) e, con lo stesso sistema, si compongono altri due o tre solenoidi (D).

In questa stessa figura, inoltre, sono interpretate le fasi successive che conducono alla realizzazione di un solenoide con nucleo di ferro dolce, cioè di un elettromagnete, con il quale è possibile condurre l'esperimento illustrato in figura 9. Ma cominciamo con la descrizione del montaggio del componente.
Su una vite di ferro dolce, diametro 7 = 8 mm, serie MA, lunga 4 cm, si avvolgono, come indicato in A di figura 8, alcuni strati di nastro adesivo, con lo scopo di rendere liscio il gambo della vite e far scomparire la filettatura. Quindi si avvolgono tante spire compatte di filo di rame smaltato, del diametro di 0,5 mm, in modo da coprire interamente il gambo della vite (figura 8B). Poi si ricopre il primo strato di spire con del nastro adesivo (figura 8 C) e si ripetono le stesse operazioni per tre strati successivi, fino a comporre l'elemento riportato in figura 8D.
I terminali dell'elettromagnete dovranno essere raschiati tramite la lama di un temperino o una lametta da barba, in modo da eliminare lo smalto isolante e favorire le saldature a stagno, necessarie per comporre il circuito sperimentale di figura 9. Il quale riflette in parte quello di figura 5, ma questa volta con risultati più appariscenti, perché il campo elettromagnetico generato dal passaggio della corrente attraverso l'elettromagnete EM è in questo caso molto più intenso.
Nel corso dell'esperimento proposto in figura 9, per il quale la bussola va posta sopra un tavolo, ad una distanza di 5 cm circa dall'elettromagnete, sarà interessante invertire i collegamenti di EM e notare come l'ago della bussola, essendo ora invertite le polarità dell'elettrocalamita, ruoti in senso inverso.

      

Fig. 9 - La deviazione dell'ago magnetico della bussola, che si manifesta ogni volta che si preme il pulsante P, dimostra la presenza del campo elettromagnetico generato dall'elettromagnete EM.

Un altro interessante esercizio potrà essere quello di avvicinare ad EM alcuni piccoli chiodi o frammenti di ferro ed osservare come questi vengano attratti dall'elettromagnete ogni volta che si preme il pulsante P.
Ovviamente, gli esperimenti fin qui suggeriti vanno eseguiti celermente, altrimenti la pila da 1,5 V, di tipo a torcia, si scarica rapidamente.