Magnete ad anello e magnete a disco: Qual è la differenza?

I magneti ad anello e i magneti a disco possono sembrare molto simili a prima vista: in fondo, sono entrambi magneti permanenti circolari. Tuttavia, esistono alcune differenze fondamentali tra questi due tipi di magneti in termini di forma, orientamento del campo magnetico e applicazioni comuni.

In questa guida completa, vi spiegheremo tutto quello che c'è da sapere su magneti ad anello vs magneti a disco, tra cui:

• Che cos'è un magnete ad anello?
• Che cos'è un magnete a disco (magnete rotondo)?
• Le analogie tra magneti ad anello e a disco
• 3 differenze chiave tra magneti ad anello e a disco
  • Differenza #1: Foro centrale
  • Differenza #2: orientamento del campo magnetico
  • Differenza #3: Applicazioni comuni

Scoprirete anche esempi reali di come vengono utilizzati i magneti ad anello e a disco, iniziamo!

Che cos'è un magnete ad anello?

Un magnete ad anello è un magnete circolare a forma di ciambella che presenta un foro al centro, simile a un anello.

I magneti ad anello sono spesso realizzati con materiali magnetici forti come il neodimio o il samario cobalto. Generano un campo magnetico intenso pur essendo di dimensioni relativamente ridotte.

La caratteristica principale di un magnete ad anello è la presenza del foro centrale circolare, che consente al magnete di scorrere su altri componenti come aste o cuscinetti. Ciò li rende altamente adattabili a un'ampia gamma di applicazioni (per saperne di più, si veda più avanti).

Che cos'è un magnete a disco?

Un magnete a disco (detto anche magnete rotondo o magnete a bottone) ha la stessa forma circolare complessiva.

Tuttavia, a differenza dei magneti ad anello, i magneti a disco sono solidi in ogni loro parte, senza foro centrale. Sono piatti su ogni lato circolare, simili a un disco o a un disco da hockey.

I magneti a disco sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni, da pochi millimetri di diametro a diversi centimetri. I magneti a disco di piccole dimensioni sono spesso utilizzati per l'artigianato, gli esperimenti e i progetti di bricolage. I grandi magneti a disco di livello industriale hanno campi magnetici estremamente forti e possono sollevare migliaia di chili.

Ora che si conoscono le caratteristiche fisiche di base dei magneti ad anello e a disco, vediamo come sono simili e diversi.

Le analogie tra magneti ad anello e magneti a disco

Sebbene i magneti ad anello e a disco presentino alcune chiare differenze fisiche, essi presentano le seguenti analogie:

• Magneti permanenti: Sia i magneti ad anello che quelli a disco creano campi magnetici permanenti, vale a dire che agiscono come magneti per tutto il tempo. (Al contrario degli elettromagneti temporanei che producono campi magnetici solo quando la corrente elettrica attraversa una bobina).
• Orientamento polare: I magneti ad anello e a disco hanno i poli "nord" e "sud" su lati opposti, con il campo magnetico che passa dal polo nord al polo sud internamente.
• Materiali disponibili: I magneti ad anello e a disco possono essere realizzati con materiali magnetici forti come il neodimio (NdFeB), samario cobalto (SmCo) e alnico. Anche alcuni magneti in ceramica (ferrite) sono disponibili in queste configurazioni.
• Forma circolare: Entrambi i tipi di magnete hanno una forma circolare complessiva se visti dall'alto, anche se il disco è solido mentre l'anello ha un foro centrale.

Vediamo ora tre delle differenze più significative tra questi due tipi di magneti, che li distinguono in termini di applicazioni e capacità.

3 differenze chiave tra magneti ad anello e magneti a disco

Differenza #1: Foro centrale

La differenza fisica più evidente tra magneti ad anello e magneti a disco è la presenza o l'assenza del foro centrale.

I magneti ad anello hanno uno spazio aperto al centro che consente loro di scivolare su aste, cuscinetti, alberi, viti, tubi e altri componenti cilindrici. Questa versatilità consente ai magneti ad anello di interfacciarsi con le parti in movimento di motori, generatori elettrici, cuscinetti e altri sistemi meccanici.

Il foro influisce anche sull'orientamento e sulla forma del campo magnetico. I magneti ad anello proiettano la maggior parte del loro magnetismo verso l'esterno della circonferenza piuttosto che verso la sottile sezione interna.

I magneti a disco, invece, non hanno un foro centrale che consente loro di adattarsi ad altri componenti. La forma solida del disco determina un forte campo magnetico che si proietta perpendicolarmente dalle facce circolari piatte su entrambi i lati.

Differenza #2: orientamento del campo magnetico

A causa della differenza di forma, i magneti ad anello e i magneti a disco hanno modelli di campo magnetico diversi.

Orientamento del campo del magnete ad anello

I magneti ad anello hanno i poli magnetici situati sui lati opposti dell'anello esterno, con il campo che gira intorno al foro centrale. Si tratta di una pista circolare in cui il campo magnetico segue l'anello dal polo nord al polo sud.

La presenza del foro influenza pesantemente l'andamento del campo magnetico, per cui una maggiore quantità di magnetismo proviene dal perimetro esterno dell'anello. Ciò conferisce ai magneti ad anello una portata maggiore e consente loro di esercitare una forza magnetica a una distanza maggiore.

Orientamento del campo del magnete a disco

I magneti a disco proiettano un campo magnetico uniformemente distribuito perpendicolarmente alle facce circolari piatte del magnete. I poli magnetici si trovano su lati piatti direttamente opposti e il campo si muove direttamente attraverso il materiale solido del magnete.

La forma solida del disco significa che la densità del flusso magnetico è simile su tutte le facce circolari del magnete, con una sagomatura minima intorno alle aperture interne.

Differenza #3: Applicazioni comuni

A causa delle variazioni di forma, dimensioni e proprietà del campo magnetico che abbiamo descritto, i magneti ad anello e a disco tendono a eccellere in diverse applicazioni reali.

Applicazioni dei magneti ad anello

I magneti ad anello sono comunemente utilizzati in motori, cuscinetti, generatori, strumenti elettrici, altoparlanti e in un'ampia gamma di applicazioni di rilevamento, scientifiche e industriali.

Gli esempi includono:

• Rotori nei componenti dei motori elettrici
• Fissaggio di cuscinetti di vario tipo
• Tenere e controllare i sensori (come i sensori a effetto Hall)
• Focalizzazione di fasci di elettroni
• Sollevamento e trasporto di piccoli oggetti metallici

La forma ad anello trasforma essenzialmente il magnete in un morsetto molto potente e preciso in grado di afferrare i componenti, mantenendoli saldamente in posizione anche nei sistemi dinamici.

Il foro centrale aperto è la chiave per la maggior parte delle applicazioni dei magneti ad anello, in quanto consente loro di scivolare su altre parti e di mantenere la posizione in modo affidabile.

Applicazioni dei magneti a disco

I magneti a disco sono comunemente utilizzati quando è necessaria una superficie di contatto a filo, che non richiede uno spazio centrale aperto.

Gli esempi includono:

• Montaggio di insegne, foto, opere d'arte e accessori su superfici metalliche
• Tenere aperte le porte
• Chiusure magnetiche su portagioie, chiusure di custodie per chitarra, porte di frigoriferi, ecc.
• Piastre metalliche di montaggio per tenere in posizione utensili, coltelli o accessori per l'officina
• Sollevare e raccogliere piccoli oggetti metallici (graffette, spilli).
• Costruire sculture magnetiche, giocattoli, oggetti d'arredamento e altro ancora (magneti da frigorifero)

La forte superficie magnetica piatta dei magneti a disco conferisce loro un'incredibile forza di tenuta attraverso il contatto diretto, senza bisogno di un componente sporgente a cui aggrapparsi.

Naturalmente vi è una certa sovrapposizione di applicazioni potenziali, ma in generale i magneti ad anello e a disco si distinguono per la loro forma specifica e per l'allineamento del campo magnetico.