Zawartość
- Co to jest magnetyzm?
- Sposoby tworzenia magnesu
- Wykonywanie własnego magnesu
- Zwiększenie siły
- Ostrzeżenia
Wszystkie możliwe sposoby na stworzenie magnesu trwałego są wymienione w zeszycie studenckim Josepha Henrisa, który jest przechowywany na Uniwersytecie Princeton. Henry, XVIII-wieczny amerykański fizyk, jest znany - wraz z Michaelem Faradayem - jako ojciec technologii elektrycznej, więc nic dziwnego, że jedna z metod, które opisuje, wykorzystuje elektryczność. Okazuje się, że jeśli masz odpowiedni rodzaj metalowego pręta i wystarczającą moc elektryczną, indukcja elektromagnetyczna może zmienić pręt w silny magnes stały. Jak silny? Zdecydowanie silniejszy niż magnes na lodówkę.
Co to jest magnetyzm?
Magnetyzm i elektryczność są nie tylko powiązane, są dwiema stronami tej samej monety, i to zjawisko indukcji elektromagnetycznej, odkryte niezależnie przez Henry'ego i Faradaya, doprowadziło do tej realizacji. Elektrony mają spin, co daje każdemu atomowi małe pole magnetyczne. Możliwe jest indukowanie elektronów wewnątrz niektórych metali, aby obracały się w tym samym kierunku, co daje metalowym właściwościom magnetycznym. Lista metali, które to robią, nie jest długa, ale żelazo jest jednym z nich, a ponieważ stal jest wykonana z żelaza, można ją również namagnesować.
Sposoby tworzenia magnesu
Wśród metod, o których wspomina Henry do zamiany zwykłego pręta żelaznego lub stalowego w magnes, są:
Końcowym rezultatem każdej metody jest wywołanie elektronów w pręcie, aby wirowały w tym samym kierunku. Ponieważ elektryczność składa się z elektronów, dobrym założeniem jest, że ostatnia metoda jest najbardziej wydajna.
Wykonywanie własnego magnesu
Potrzebujesz pręta wykonanego ze stali, żelaza lub innego materiału, który można namagnesować. (Wskazówka: nie ma wielu innych opcji.) Stalowy gwóźdź 10d lub większy jest idealny. Jeśli nie masz pewności co do jego stali, użyj małego magnesu, aby ją przetestować. Potrzebujesz także stopy lub dwóch izolowanych drutów miedzianych i źródła zasilania, takiego jak bateria z ogniwem D lub transformator niskiego napięcia, które możesz podłączyć do gniazdka. Jeśli zdecydujesz się na transformator, upewnij się, że ma on zaciski, do których można podłączyć przewody.
Aby magnesować gwóźdź, owiń wokół niego drut, tworząc jak najwięcej cewek. Drobne cewki mogą nakładać się na drut na uzwojonych już cewkach. Siła pola indukcyjnego - i twojego magnesu - rośnie wraz ze wzrostem liczby cewek, więc bądź hojny. Pozostaw końce przewodów wolne i zdejmij cal izolacji, abyś mógł podłączyć je do źródła zasilania.
Podłącz przewody do źródła zasilania i włącz zasilanie. Pozostaw zasilanie włączone przez około minutę, a następnie wyłącz je. Przetestuj gwóźdź, przytrzymując go nad opiłkami żelaza. Powinien być teraz namagnesowany i przyciągać opiłki, nawet gdy zasilanie jest wyłączone.
Zwiększenie siły
Możesz zwiększyć siłę magnesu poprzez zwiększenie liczby cewek. Na przykład, jeśli podwoisz liczbę cewek, podwoisz siłę pola indukcyjnego. Jednak zwiększenie długości drutu w tym celu powoduje wzrost rezystancji elektrycznej, co zmniejsza ilość prądu przepływającego przez drut. Ponieważ prąd, który jest ruchem elektronów, tworzy pole, moc indukcyjna spada. Zrekompensuj tę stratę prądu, zwiększając napięcie, zmieniając ustawienie transformatora lub używając większej baterii.