Zawartość
Odkrycie, że elektryczność i magnetyzm są różnymi przejawami tego samego zjawiska, było ukoronowaniem dziewiętnastowiecznej fizyki klasycznej. Naukowcy wiedzą teraz, że pole otaczające magnes stały jest takie samo jak pole otaczające drut, przez który przepływa prąd elektryczny; oba są przykładami pól elektromagnetycznych. Możesz to zademonstrować samodzielnie, budując prosty elektromagnes i obserwując jego wpływ na małe metalowe przedmioty, takie jak pinezki lub opiłki żelaza. Będziesz mógł porównać pole indukowane elektrycznie z polem magnesu. Tylko upewnij się, że elektromagnes nie działa zbyt długo bez opornika - urządzenia, które zmniejsza przepływ prądu, który podłączysz do obwodu - lub może być zbyt gorące, aby poradzić sobie.
Owinąć cienki, izolowany drut miedziany wokół żelaznej śruby lub gwoździa o średnicy 6 cali lub większej, wykonując tyle obrotów, ile można zmieścić. Drut nie powinien być zbyt cienki, bo może się przegrzewać, gdy przepłynie przez niego prąd, ale też nie powinien być zbyt gruby, bo inaczej nie będzie można wykonać wielu zwojów w cewce. Najlepiej działa drut o średnicy dwudziestu dwóch.
Zdejmij końce drutu nożem i przyklej jeden koniec do jednego z końców baterii D-ogniwowej za pomocą taśmy elektrycznej. Upewnij się, że istnieje dobre połączenie. Posyp trochę opiłków żelaza na stole i umieść na nich gwoździe, a następnie dotknij drugiego końca drutu do drugiego zacisku akumulatora. Zobacz, co stanie się z opiłkami, a następnie przerwij połączenie, aby zapobiec przegrzaniu drutu.
Umieść stały magnes prętowy wystarczająco daleko od gwoździa, aby zapobiec przyciąganiu lub odpychaniu, a następnie dotknij drutu do końcówki akumulatora. Zobacz, co stanie się z magnesem.
Podłącz luźny drut do małego rezystora w okolicach 30 omów i podłącz rezystor do zacisku akumulatora za pomocą innej długości drutu o tym samym przekroju. Rezystor zmniejsza przepływ prądu w przewodzie i eliminuje możliwość przegrzania, dzięki czemu można teraz pozostawić przewód podłączony.
Obserwuj wzór wykonany przez opiłki żelaza po umieszczeniu na nich elektromagnesu, a następnie wyjmij elektromagnes, zastąp go magnesem prętowym i porównaj wzory. Powinny one wyglądać praktycznie tak samo, chociaż jeden może się rozkładać bardziej lub mniej niż drugi, w zależności od względnych sił magnesów. Potwierdza to, że pola wytwarzane przez magnes i elektromagnes są identyczne - oba są polami elektromagnetycznymi.
Przytrzymaj magnes prętowy wystarczająco blisko elektromagnesu, aby poczuć atrakcję. Obróć magnes, aby bieguny były skierowane w przeciwnych kierunkach i poczuj odpychanie. Potwierdza to, że oba pola mają biegun północny i południowy.