Cos’è l’elettromagnetismo?

L'elettromagnetismo è una branca della fisica che studia i legami che intercorrono tra i fenomeni elettrici e quelli magnetici ed in particolare la forza elettromagnetica, un'interazione fisica tra particelle possedenti una carica elettrica.

 

Campo elettromagnetico: cos'è?

 

Per campo elettromagnetico si intende quella quantità fisica prodotta dal movimento delle cariche elettriche. Esso si propaga nello spazio alla velocità della luce e può essere visto come la combinazione di altri due campi, quello elettrico e quello magnetico, entrambi prodotti da cariche elettriche.

La differenza tra questi due risiede nel fatto che il primo è prodotto da cariche elettriche stazionarie, quindi ferme nello spazio, mentre il secondo è prodotto da cariche elettriche in movimento, ovvero da correnti.

 

Le leggi del campo elettromagnetico

 

Esistono delle precise leggi matematiche che descrivono il legame tra le correnti e il campo elettromagnetico, le equazioni di Maxwell. Esse sono 4 e prendono il nome da James Clerk Maxwell, il matematico che per primo studiò questo argomento e formulo una prima versione di questi principi.

 

Forza elettromagnetica: cos'è?

 

La forza elettromagnetica o forza di Lorentz, dal nome del fisico olandese che per primo la studiò, è la forza relativa al campo elettromagnetico. Essa può essere intesa come la combinazione delle forze elettrica e magnetica su una carica puntiforme e si genera quando una particella elettricamente carica si muove all'interno di un campo elettromagnetico.

 

Induzione elettromagnetica

 

L'induzione elettromagnetica è il fenomeno fisico che prevede la produzione di una forza elettromotrice (e quindi energia elettrica) all'interno di un conduttore elettrico immerso in un campo magnetico variabile. Grazie ad essa, elettricità e magnetismo sono legati. Infatti, una corrente elettrica è in grado di generare un campo magnetico e una variazione del campo magnetico genera una corrente elettrica in un conduttore.

 

Utilizzi pratici della forza elettromagnetica e dell'induzione elettromagnetica

 

Esistono molte applicazioni pratiche che si basano sulla forza e sull'induzione elettromagnetica. Alcune di esse sono relative alla costruzione di apparecchiature per ricerca e laboratori scientifici, altre riguardano l'applicazione in campo biomedico ed altre ancora sono applicazioni che ci coinvolgono più direttamente nella vita di tutti i giorni.

 

Applicazioni in laboratorio: lo spettrometro di massa

 

Lo spettrometro di massa è l'applicazione più comune delle leggi dell'elettromagnetismo alle strumentazione di laboratorio. Esso consiste in uno strumento elettronico in grado di misurare il rapporto tra la carica e la massa delle particelle portatrici di carica o ioni. Più concretamente viene utilizzato per determinare quali sono gli elementi che formano il composto che stiamo analizzando e in quale quantità essi sono presenti.

 

Applicazioni nella vita di tutti i giorni

 

L'utilizzo più comune che facciamo dei principi dell'induzione elettromagnetica è quello dei motori elettrici. In essi, la corrente immessa genera una variazione del campo magnetico che fa ruotare un rotore, producendo una forza rotazionale di natura meccanica.

I motori elettrici a induzione, possono però essere utilizzati anche come generatori per la produzione di energia elettrica. Infatti se fatti ruotare tramite l'applicazione di una forza meccanica, come ad esempio quella di una pala eolica, di una turbina idroelettrica o di un qualsiasi altro generatore di movimento, produrranno una forza elettromotrice, in seguito trasformata per essere utilizzata come energia elettrica.

Ci sono però anche altri oggetti che funzionano solo grazie alle leggi dell'elettromagnetismo, come i microfoni e le chitarre elettriche. Questo perché in essi sono presenti dei dispositivi che in seguito ad un'alterazione del campo magnetico producono l'energia elettrica che costituisce il segnale corrispondente al suono che si vuole produrre.

Sempre grazie ai principi dell'elettromagnetismo si sono potute sviluppare le tecnologie relative ai circuiti e alla costruzione dei circuiti integrati con cui vengono realizzati tutti i dispositivi elettronici, computer e telefoni cellulari compresi.

 

L'elettromagnetismo e il mondo moderno

 

In conclusione, l'elettromagnetismo contiene tutta una serie di leggi e principi che trovano un'ampia applicazione nelle tecnologie che utilizziamo nel mondo moderno e negli oggetti che ormai fanno parte della nostra vita di tutti i giorni, rendendoci tutto più semplice e permettendoci di sviluppare tecnologie incredibili.