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EFFETTO WIEGAND

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L’“Effetto Wiegand” è un fenomeno fisico scoperto negli anni ‘70 da John Wiegand. Wiegand ha scoperto che quando un pezzo di lega ferromagnetica appositamente preparato (il filo di Wiegand) viene sottoposto a un campo magnetico esterno invertito, manterrà la sua polarità magnetica fino a un determinato momento e poi improvvisamente si invertirà presentando così una polarità invertita. Questa variazione a livello di polarità magnetica avviene nel giro di pochi microsecondi. Questa improvvisa variazione di polarità magnetica può generare un impulso di corrente in una bobina di rame posizionata vicino al filo di Wiegand. Questo evento viene spesso chiamato effetto Wiegand.

L'intensità e la durata dell'impulso risultante sono elementi slegati dalla velocità con cui varia il campo magnetico esterno. Ed è proprio questo aspetto a rendere l'effetto Wiegand particolarmente interessante per gli ingegneri: delle semplici dinamo convertono il moto rotatorio in energia elettrica, ma la loro potenza di uscita dipende dalla velocità di rotazione; quando l'albero di una dinamo gira molto lentamente, i livelli di potenza sono troppo bassi per risultare in qualche modo utili. Tuttavia, con un sistema a filo Wiegand, la quantità di energia elettrica generata con ogni “capovolgimento/inversione” del campo magnetico rimane costante, a prescindere da quanto rapidamente - o lentamente - avvenga l’inversione del campo magnetico. Negli encoder rotativi POSITALI questa inversione è generata dalla rotazione di un magnete.

Come funziona?

magnetisation_wiegand_wire

A. All'inizio del ciclo, la polarità magnetica del guscio esterno e del nucleo interno sono le stesse.

B. Quando il filo viene esposto a un campo esterno moderato in direzione opposta, lo strato esterno del filo scherma il nucleo, ed entrambi mantengono la loro polarità magnetica originale. Tuttavia, quando la forza del campo esterno raggiunge una soglia critica, l'influenza di questo effetto schermante è sopraffatta e la polarità del nucleo del filo si inverte improvvisamente. Questo improvviso cambiamento di polarità crea un impulso di corrente nella bobina che circonda il filo.

C. La combinazione del campo esterno di rinforzo e dell'inversione di polarità del nucleo interno fa sì che anche la polarità magnetica del guscio esterno si inverta.

D. Mano a mano che il campo esterno diminuisce, il filo mantiene la sua nuova polarità.

E. Quando il campo esterno, ora invertito, raggiunge la soglia critica, il materiale del nucleo del filo Wigand tornerà alla sua polarità originale, producendo un impulso di corrente nella bobina circostante.

F. Questo è seguito rapidamente da un'inversione della polarità del nucleo esterno. Il filo è ora di nuovo in Stato