Bussole, magneti e bobine possono interagire fra loro con effetti meccanici: forze che spostano oggetti.

Magneti e bussole

Gli effetti magnetici di alcuni materiali sono noti dall'antichità, propongo di vedere questo articolo link2.

Per "giocare" con calamite e magneti e cercare di comprenderne il comportamento può essere utile usare una bussola come rivelatore di campo magnetico.

Una bussola è dotato di un ago libero di ruotare capace di orientarsi lungo il campo magnetico terrestre malgrado la bassissima intensità del suo campo.

All'estremità dell'ago magnetico che punta verso il nord  geografico è stato assegnato il nome "nord" che evidentemente è attratto da un magnete presente in qualche modo all'interno della sfera terrestre che ha un estremità polare di tipo sud dalla parte del nord geografico: dalla parte del polo nord geografico c'è il polo sud del magnete terrestre che attira il polo nord dell'ago magnetico (nota 1).

Con calamite piazzate nei dintorni di una bussola si possono fare esperimenti:

  • scoprire che per muovere l'ago della bussola occorre che esista un campo magnetico e la Terra possiede un campo magnetico;
  • indagare sulla polarità dei magneti per vedere che sono sempre di due tipi opposti che per convenzione vengono chiamati nord e sud o anche positivo e negativo;
  • constatare che i poli magnetici di possono respingere o attrarre motivo per cui viene messa a punto la regola: due poli con lo stesso nome si respingono e due poli con nome opposto si attraggono;
  • creare catene di magneti che "da soli" si dispongono in modo da toccarsi con polarità opposte;
  • scoprire che non si possono isolare i poli magnetici dividendo in due parti il magnete: si hanno sempre coppie di poli di segno opposto.

È disponibile un video che raccoglie alcuni di questi esperimenti video2.

L'uso della bussola è stato approfondito in questo articolo: link2

Approfondimenti suggeriti: youmath.

 

Elettromagneti e bussole

Dopo aver esaminato l'interazione fra un magnete ed una bussola e il modo di comportarsi dei magneti si passa ad esaminare l'interazione fra la corrente elettrica e la bussola per scoprire che una corrente elettrica produce effetti magnetici:

  • un filo elettrico percorso da corrente produce effetti sulla bussola che dipendono dalla direzione della corrente e dalla posizione rispetto al filo;
  • una bobina permette di utilizzare correnti più deboli in quanto il filo avvolto fa passare ripetutamente la stessa corrente in prossimità della  bussola moltiplicandone l'effetto magnetico per il numero delle volte che la corrente interagisce con l'ago della  bussola, cioè il numero di spire N;
  • la bobina presenta anch'essa due poli magnetici opposti ai suoi estremi;
  • se si aggiunge del ferro all'interno della bobina, l'effetto magnetico diventa molto più grande;
  • materiali ferrosi che sono stat interessati a campi magnetici restano magnetizzati, è la magnetizzazione permanente utilizzata nei nastri magnetici per la musica o nei dischi magnetici per la memorizzazione dei dati di un computer elettronico.

È disponibile un video che raccoglie alcuni di questi esperimenti video2.

Note

nota 1: c'è il rischio di fare confusione ma storicamente è stato assegnato un nome alla parte dell'ago della bussola che punta a nord quando non si sapeva nulla dei campi magnetici, delle polarità e delle regole sulla direzione delle forze di attrazione e repulsione.