Magnetismo ed elettromagnetismo, cosa sono e dove li incontriamo nel mestiere di elettricista? Quali componenti elettronici e quali apparecchiature di controllo e comando sfruttano i campi magnetici?
Benvenuto su questo sito, se ti stai avvicinando al mestiere di elettricista o sei curioso di sapere meglio come funziona, ti trovi nel posto giusto; oggi parleremo di qualcosa di teorico e di basilare, qualcosa che però come vedremo, incontriamo ogni giorno nella vita quotidiana: il magnetismo.
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Fare l’elettricista comporta diverse cose, si passa da fasi del lavoro prettamente manuali, a questioni più teoriche, e le questioni teoriche non possono non interessarci, se vogliamo davvero diventare professionisti e lavorare con più consapevolezza.
Oggi parliamo del magnetismo, qualcosa che esiste in natura, e che abbiamo anche imparato a sfruttare a nostro vantaggio, come vedremo nei prossimi paragrafi.
Quando sentiamo parlare di “campi elettromagnetici”, la prima cosa che ci viene in mente sono i disturbi e le schermature per combatterli, oggi però vedremo che i campi magnetici in certi caso sono utili, anzi indispensabili; cominciamo a vedere subito di cosa si tratta.
Il campo magnetico e l’elettromagnetismo.
Il magnetismo riguarda oggetti che hanno la capacità di attrarre materiali metallici ferrosi come il ferro e certe leghe metalliche. Tutti conosciamo le calamite, e sappiamo anche che è meglio non avvicinarle alle carte di credito.
Quando parliamo di campo elettromagnetico invece ci riferiamo a un campo magnetico prodotto dalla corrente che fluisce in un conduttore, l’esempio classico è quello del componente elettronico chiamato “induttore”.
L’induttore è un componente che trasforma le cariche elettriche in un campo magnetico, per poi rilasciare cariche elettriche a partire dal campo magnetico stesso; in poche parole l’induttore lavora come un condensatore, immagazzinando energia elettrica sotto forma di campo magnetico.
Quando si alimenta l’induttore esso accumula energia, quando poi si toglie l’alimentazione egli stesso diventa fornitore di energia.
Nell’immagine che segue possiamo vedere un induttore e il suo principio di funzionamento.
Ecco che intuiamo che in molte apparecchiature elettroniche l’induttore (o induttanza) viene sfruttato proprio per la capacità di accumulo di cui abbiamo parlato, questo componente trova largo impiego nei circuiti trasformatore, nei filtri, e nei sistemi radio.
Componenti e dispositivi che sfruttano l’elettromagnetismo.
Ora che abbiamo visto un’applicazione fondamentale dell’elettromagnetismo, scopriamo alcuni dispositivi con cui l’elettricista ha a che fare molto di frequente, e cominciamo dal campanello, come quello che vediamo nella figura che segue.
Nell’immagine sopra vediamo in pratica un’elettrocalamita, quando premiamo il pulsante indicato dalla freccia blu, chiudiamo il circuito alimentando il conduttore avvolto con le spire sul materiale ferroso; si crea così il campo magnetico che attrae il martelletto verso la campana.
Nel momento però che il martelletto raggiunge la campana, il chiodo indicato dall’evidenziatore nell’immagine viene allontanato dal martelletto, interrompendo il circuito.
Il martelletto ritornerà in posizione di riposo a contatto con il chiodo, e il ciclo si ripete.
Le elettroserrature.
Un’altra applicazione con cui l’elettricista lavora spesso riguarda le elettroserrature, vediamo l’interno di una di queste nella figura sotto.
Il componente indicato dalla freccia blu è una doppia bobina. Quando questa viene alimentata, la barretta verticale che mantiene in posizione il meccanismo superiore viene attratta, permettendo alla molla in alto a destra di tirare verso di se il blocco serratura.
Nell’immagine che segue vediamo il particolare dalla parte una volta azionata la serratura, notiamo la molla retratta, il meccanismo in basso svincolato, e la serratura tirata indietro.
I dispositivi di protezione elettrica che sfruttano il magnetismo.
Interruttore magnetotermico.
Fino a questo punto abbiamo visto alcuni dispositivi che sfruttano il magnetismo per azionare qualcosa, vediamo ora un esempio principe di apparecchiatura che invece utilizza il magnetismo per proteggerci; parliamo dell’interruttore magnetotermico.
Come dice la parola stessa, questo dispositivo in qualche modo ha a che fare con l’effetto magnetico.
Come abbiamo imparato nella lezione dedicata a questi interruttori, la parte magnetica protegge dal cortocircuito (quando fase e neutro in un impianto si toccano), ed è composta da un meccanismo a molla che scatta quando il cortocircuito stesso genera un campo magnetico, ecco che definiamo questa azione “sgancio magnetico”.
L’apparecchio interviene aprendo il circuito elettrico, ovvero i contatti, e nella figura possiamo distinguere l’avvolgimento della bobina.
L’interruttore differenziale.
Anche l’interruttore differenziale, così come il magnetotermico differenziale, sfrutta i campi magnetici per svolgere il suo compito; ecco nella figura che segue lo schema interno di uno di questi dispositivi.
Le spire avvolte sul toroide con i conduttori della fase e del neutro, generano campi magnetici quando i conduttori stessi sono attraversati dalla corrente.
In condizioni regolari, questi campi magnetici si annullano, dato che la quantità di corrente che circola nei due conduttori è identica; quando si verifica una dispersione di corrente, i campi magnetici differiscono e l’interruttore scatta.
Lo “scatto” avviene perché c’è la spira dell’elemento di sgancio (bobina) che “prende” il campo magnetico generato e lo trasforma in un movimento che muove i contatti.
Bene, abbiamo visto che i campi magnetici sono qualcosa che davvero animano la nostra vita quotidiana, io ti auguro buono studio e buon lavoro, e ti do appuntamento alla prossima; ci vediamo!