Un magnete a ferro di cavallo è un oggetto metallico a forma di U che produce un campo magnetico. Questo campo magnetico è invisibile, ma è responsabile della notevole attrazione di un magnete su altri oggetti metallici. È un tipo di magnete permanente, il che significa che rimane magnetizzato, al contrario di un elettromagnete, il cui campo magnetico può essere avviato e interrotto.
In origine, il magnete a ferro di cavallo è stato realizzato come alternativa al magnete a barra significativamente più debole. La sua forza di sollevamento è raddoppiata, rispetto a quella di un magnete a barra, perché entrambi i suoi poli magnetici puntano nella stessa direzione. Per le applicazioni industriali, sono stati in gran parte sostituiti da magneti ancora più potenti, ma sono ancora efficaci per usi come dimostrazioni in classe e raccolta di piccoli oggetti metallici.
I magneti a ferro di cavallo e a forma di U sono disponibili in ogni dimensione e forza di sollevamento, a prezzi altrettanto vari. Conservati correttamente, possono mantenere il loro magnetismo per decenni. Sono abbastanza comuni che un magnete a forma di U rosso è il simbolo universale dei magneti, riconosciuto in tutto il mondo.
In un elettromagnete, il campo magnetico è creato dall’elettricità che si muove attraverso un filo. In un magnete a ferro di cavallo, il magnetismo è prodotto allo stesso modo, cioè dal movimento degli elettroni. Una comprensione di base della struttura degli atomi è utile per chiarire questa idea. La maggior parte degli elettroni orbitano attorno al nucleo di un atomo in coppia e ogni elettrone ha uno “spin” su di esso, verso l’alto o verso il basso, che crea un minuscolo campo magnetico. Gli spin degli elettroni accoppiati vanno in direzioni opposte, annullandosi a vicenda. In altre parole, non c’è campo magnetico netto.
Gli atomi di elementi ferromagnetici, come il ferro, hanno alcuni elettroni spaiati. Ciò significa che il loro spin non è equalizzato da un altro elettrone, dando all’atomo un campo magnetico netto. Il magnetismo di un intero magnete deriva dall’allineamento del movimento di questi elettroni spaiati in tutti i suoi atomi. Più elettroni spaiati ci sono in un elemento, più forte può essere il magnetismo di quell’elemento.
Le proprietà magnetiche della materia possono essere utilizzate in molti modi. Il ferro di cavallo e molti altri tipi di magneti hanno usi quotidiani, come attaccare una nota a un frigorifero o raccogliere oggetti di metallo. Sono anche utilizzati in una serie di trattamenti medici tradizionali e alternativi per tutto, dall’artrite alla cattiva circolazione. La memorizzazione dei dati nelle carte di credito e nei computer è diventata forse l’uso moderno più comune del magnetismo.