Elettromagnete vs magnete permanente: differenza e confronto

Punti chiave

1. Un elettromagnete è un magnete creato facendo passare una corrente elettrica attraverso una bobina di filo, generando un campo magnetico.
2. Un magnete permanente, invece, è un magnete che mantiene le sue proprietà magnetiche senza un campo magnetico esterno.
3. Gli elettromagneti possono essere accesi e spenti controllando il flusso di corrente, mentre i magneti permanenti sono sempre "accesi".

Cos'è l'elettromagnete?

L'elettromagnete è un tipo di magnete in cui viene prodotto un campo magnetico utilizzando elettricità o corrente elettrica. Funziona secondo un principio della legge circuitale di Ampere che mette in relazione i campi magnetici attorno a un anello chiuso con la corrente elettrica che lo attraversa. 

La relazione tra elettricità e magnetismo fu scoperta per la prima volta nel XIX secolo dallo scienziato e fisico danese Hans Christian Oersted. Successivamente uno scienziato britannico di nome William Sturgeon creò il primo elettromagnete utilizzando filo di rame.

Gli elettromagneti possono essere facilmente realizzati avvolgendo un filo isolato in una bobina attorno a un nucleo di ferro dolce. Il filo isolato utilizzato è costituito da rame. Quando la corrente elettrica lo attraversa, le bobine si comportano come un magnete e producono un forte campo magnetico attorno al filo. I campi magnetici si sviluppano solo quando la corrente elettrica scorre attraverso le bobine, non appena il flusso di corrente viene interrotto, i campi magnetici cessano. L'intensità del campo magnetico può essere aumentata o diminuita aumentando o diminuendo la quantità di elettricità che scorre attraverso le bobine. I tre tipi di elettromagneti comunemente utilizzati sono resistenti, superconduttori e ibridi. 

Gli elettromagneti sono ampiamente utilizzati in dispositivi elettrici come trasformatori, motori, generatori, campanelli elettrici, macchine per risonanza magnetica, altoparlanti, dischi rigidi, ecc.

Cos'è il magnete permanente?                                                                             

I magneti permanenti sono magneti artificiali che possono generare il loro campo magnetico per un lungo periodo senza fonti esterne come gli elettromagneti. La proprietà più significativa di un magnete è che può attrarre materiale ferromagnetico, cioè materiale che contiene un certo grado di ferro e può essere magnetizzato, come ferro, acciaio, nichel, cobalto e loro leghe. 

I magneti permanenti sono prodotti riscaldando il materiale ferromagnetico presente nelle rocce minerali a temperature estremamente elevate esponendolo al campo magnetico esterno. Diversi tipi di magneti permanenti possono essere prodotti alternando la temperatura di riscaldamento. I magneti permanenti più utilizzati sono i magneti in ferrite, alnico, samario-cobalto e neodimio, noti anche come neodimio ferro boro (NdFeB), il tipo più forte di magnete permanente. 

I magneti permanenti svolgono un ruolo importante in ingegneria e sono ampiamente utilizzati in apparecchiature come cuffie, altoparlanti, telefoni cellulari, sensori, magneti da frigorifero, dischi rigidi, automobili, ecc. Questi magneti sono utilizzati anche in molte apparecchiature ospedaliere come scanner MRI, operazioni di raschiamento, bussole, giocattoli, carte di credito o debito, audiocassette, chitarre elettriche, ecc.

Differenza tra elettromagnete e magnete permanente

1. L'elettromagnete ha bisogno di corrente elettrica per generare campi magnetici, mentre i magneti permanenti non hanno bisogno di alcuna fonte esterna, creano il loro campo magnetico. 
2. Gli elettromagneti sono costituiti da materiali morbidi come il ferro dolce, mentre i magneti permanenti sono costituiti da materiali duri come l'acciaio.
3. Il forte campo magnetico generato dagli elettromagneti può essere facilmente regolato alterando il passaggio della corrente elettrica, mentre l'intensità del campo magnetico generato dai magneti permanenti è fissa e non può essere modificata.
4. La polarità degli elettromagneti può essere cambiata, mentre la polarità dei magneti permanenti non può mai essere cambiata.
5. Gli elettromagneti possono essere smagnetizzati prelevando la corrente elettrica, mentre i magneti permanenti non possono mai essere smagnetizzati.

Confronto tra elettromagnete e magnete permanente

Parametri di confronto	Elettromagnete	Magnete permanente
Magnetizzazione	Sono Magnetizzati temporaneamente	Sono permanentemente magnetizzati
Materiali	Sono fatti di materiali morbidi	Sono fatti di materiali duri
Forza	La forza del campo magnetico può essere facilmente modificata	La forza del campo magnetico è fissa
Polarità	La polarità degli elettromagneti può essere cambiata	La polarità dei magneti permanenti non può cambiare
Smagnetizzato	Possono essere smagnetizzati interrompendo il flusso di corrente elettrica	Non possono essere smagnetizzati

Bibliografia

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1608462
2. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6668/ab6fea/meta