Um eletroímã é um tipo de ímã artificial. Embora seja feito de materiais que não são magnéticos, quando a energia é aplicada ao seu circuito, ela age exatamente como um ímã natural, exceto que ele pode ser ligado e desligado. Um eletroímã é essencialmente apenas uma bateria conectada a uma bobina de arame enrolada em um núcleo de metal. O metal mais usado para isso é o ferro.

A descoberta do efeito eletromagnético

Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted fez uma importante descoberta. Ao conduzir experimentos de eletricidade em seu laboratório, ele descobriu que as correntes elétricas eram capazes de desviar uma agulha da bússola. Isso significava que, de alguma forma, a corrente elétrica estava gerando um campo magnético. Essa capacidade de correntes elétricas produzirem campos magnéticos resultou em muitas inovações tecnológicas, incluindo o eletroímã.

A fonte do magnetismo natural

Toda a matéria é feita de átomos. Todos os átomos são feitos de prótons, nêutrons e elétrons. Os prótons e nêutrons estão agrupados no centro dos átomos, com os elétrons em volta deles. À medida que esses elétrons giram e se movem em torno de seus átomos, eles produzem minúsculos campos magnéticos, porque os elétrons em movimento são a corrente elétrica.

Domínios Magnéticos

Na maioria dos materiais esses minúsculos campos magnéticos, chamados "domínios" Aponte todo o caminho e anule os efeitos um do outro. Em alguns materiais, como a magnetita, esses domínios naturalmente se alinham e trabalham um com o outro. Isso faz do objeto inteiro um imã grande, com um grande campo magnético. Outros materiais podem ser magnetizados. Quando um campo magnético externo é aplicado a eles, seus domínios magnéticos se alinham e, às vezes, podem mantê-los alinhados mesmo quando o campo externo é removido. O ferro é uma dessas substâncias.

Permeabilidade Relativa

Cada material responde aos campos magnéticos de maneira diferente. Uma medida dessa resposta é a "permeabilidade relativa" de um objeto. Esse número é a razão entre o campo magnético induzido em um objeto e o campo magnético aplicado ao objeto. Quanto maior essa proporção, mais magnetizável é uma substância. Se uma substância é não-magnética, a permeabilidade relativa é 1. Isto significa que o campo magnético dentro da substância é exatamente o mesmo que o campo aplicado a ela: a substância não adiciona nenhum campo magnético próprio. Quanto maior a permeabilidade, mais poderoso o campo dentro da substância é comparado ao campo aplicado a ela.

Ferro

A permeabilidade relativa do ferro pode ser tão alta quanto 200.000 se for pura suficiente. Isso é centenas ou até milhares de vezes maior do que a maioria dos outros metais, embora as ligas especializadas criadas cientificamente tenham uma maior permeabilidade. É por isso que o ferro é quase sempre usado para núcleos de eletroímãs. Quando a corrente no fio gera seu campo magnético, também induz um campo no ferro, o que torna o campo magnético do fio milhares de vezes mais forte.