Sisältö
Kaikista mahdollisista tavoista tehdä pysyvä magneetti on lueteltu Joseph Henrysin opiskelijan muistikirjassa, jota pidetään Princetonin yliopistossa. 1800-luvun amerikkalainen fyysikko Henry tunnetaan - yhdessä Michael Faradayn kanssa - sähkötekniikan isänä, joten ei ole yllättävää, että yksi hänen kuvaamistaan menetelmistä käyttää sähköä. Osoittautuu, että jos sinulla on oikean tyyppinen metallitanko ja riittävästi sähkövoimaa, sähkömagneettinen induktio voi muuttaa sauvan voimakkaana pysyväksi magneettiksi. Kuinka vahva? Ehdottomasti vahvempi kuin jääkaappimagneetti.
Mikä on magnetismi?
Magnetismi ja sähkö eivät ole vain toisiinsa liittyviä, ne ovat saman kolikon kaksi puolta, ja sähkömagneettisen induktanssin ilmiö, jonka Henry ja Faraday ovat löytäneet itsenäisesti, johti tähän toteutumiseen. Elektroneilla on spin, joka antaa jokaiselle atomille pienen magneettikentän. On mahdollista indusoida tiettyjen metallien sisällä olevat elektronit pyörimään samaan suuntaan, ja se antaa metallille magneettiset ominaisuudet. Luettelo metalleista, jotka tekevät tämän, ei ole pitkä, mutta rauta on yksi niistä, ja koska teräs on rautaa, se voidaan myös magnetoida.
Tapoja tehdä magneetti
Niistä menetelmistä, joita Henry mainitsee tavallisen rauta- tai teräs sauvan kääntämiseksi magneettiksi, ovat:
Kunkin menetelmän lopputuloksena on saada sauvassa olevat elektronit pyörimään samaan suuntaan. Koska sähkö on valmistettu elektronista, on hyvä olettaa, että viimeisin menetelmä on tehokkain.
Oman magneetin luominen
Tarvitset sauvan, joka on valmistettu teräksestä, raudasta tai muusta materiaalista, joka voidaan magnetoida. (Vihje: Ei ole monia muita vaihtoehtoja.) 10d tai suurempi teräsnaula on täydellinen. Jos et ole varma sen teräksestä, testaa se pienellä magneetilla. Tarvitset myös jalan tai kaksi eristettyä kuparilankaa ja virtalähteen, kuten D-kennon akun tai pienjännitemuuntajan, jonka voit kytkeä pistorasiaan. Jos valitset muuntajan, varmista, että siinä on liittimet, joihin voit kytkeä johdot.
Kynän magnetoimiseksi kiedo lanka sen ympärille muodostaen niin monen kelan kuin pystyt. Se on hieno päällekkäin johtimen kanssa jo kelaamiesi käämien päälle. Induktiivisen kentän ja magneettisi vahvuus kasvaa, kun lisäät kelajen lukumäärää, joten ole antelias. Jätä johtimien päät vapaiksi ja irrota tuumaa eristettä, jotta voit kytkeä ne virtalähteeseen.
Kiinnitä johdot virtalähteeseen ja kytke virta päälle. Jätä virta päälle noin minuutiksi ja katkaise sitten virta. Testaa kynsi pitämällä sitä joidenkin rautalevyjen päällä. Se pitäisi nyt magnetoida ja houkutella viilat, vaikka virta olisi katkaistu.
Voiman lisääminen
Voit lisätä magneetin lujuutta lisäämällä käämien lukumäärää. Esimerkiksi, jos tuplaat kelojen lukumäärän, tuplaat induktiivisen kentän voimakkuuden. Kun kuitenkin suurennat langan pituutta tätä varten, lisäät sähkövastusta, mikä vähentää johtimen läpi virtaavan virran määrää. Koska virta, joka on elektronien liike, luo kentän, induktiivinen teho laskee. Korvaa tämä virtahäviö lisäämällä jännitettä joko muuttamalla muuntajan asetusta tai käyttämällä suurempaa akkua.