Solenoid je popsána jako cívka drátu, která vytváří magnetické pole, když jím prochází elektrický proud. Síla generovaného magnetického pole je úměrná počtu závitů v cívce a množství elektrického proudu protékajícího vodičem. Pokud je do cívky vloženo jádro z feromagnetického materiálu, jako je měkké železo, síla magnetického pole se zvětší na mnohonásobek síly samotné cívky. Solenoid se snadno vyrábí pomocí magnetického drátu pro cívku a železného hřebíku pro jádro.
Naviňte magnetický drát kolem 2 palců plastové trubky, vystřižené ze slámy nebo pouzdra pera. Ponecháte-li 1 stopu drátu volného, naviňte vodič kolem trubice, počínaje na jednom konci a postupující k druhému. Cívky by měly být úhledně navinuty a pevně zabaleny dohromady. Jakmile dosáhnete druhého konce tuby, začněte novou vrstvu a opakujte, dokud nebude navinut veškerý drát. Nechejte 1 stopu drátu na druhém konci cívky, abyste mohli vodič připojit k baterii.
Omotejte kolem cívky vrstvu maskovací pásky, která pomůže cívce držet pohromadě a zabrání jejímu odvíjení.
Připojte volný vodič z jednoho konce cívky k zápornému pólu baterie a volný vodič na druhém konci cívky ke kladnému pólu baterie. Po dokončení obvodu je kolem cívky vytvořeno magnetické pole s nejvyšší intenzitou středem cívky. Můžete to ověřit umístěním kompasu poblíž cívky a sledováním kývání jehly, jak je ovlivněna magnetickým polem cívky.
Odpojte vodič od kladného pólu baterie. Vložte železný hřebík špičkou mírně dovnitř cívky. Připojte vodič znovu ke kladnému pólu baterie a uvidíte, že železný hřebík je přitahován dále do cívky kvůli magnetickému poli cívky. Toto je princip, který používají elektromagnetické spínače a ventily.
Odpojte vodič od kladného pólu. Vložte hřebík zcela dovnitř cívky a poté kabel znovu připojte ke kladnému pólu, aby se obvod dokončil. Když je hřebík zcela uvnitř jádra, je účinek zesílení magnetického pole maximalizován a cívku lze použít jako elektromagnet. Zkuste použít cívku k vyzvednutí malých kovových předmětů, jako jsou kancelářské sponky. Uvidíte, že jsou přitahovány k cívce.
Reference
- Mini Science: Solenoid
- ECT ve školách: solenoidy vstupních zařízení
Tipy
- Použijte magnetický vodič 36 SWG nebo podobný průřez. Silnější vodiče mají menší odpor, což umožňuje protékání více proudu. I když to zvyšuje sílu elektromagnetu, bude také mnohem rychleji vybíjet baterii, takže pro tento experiment je nejlepší tenký drát.
- Chcete-li zvýšit výkon solenoidu, použijte delší železný hřebík a přidejte do cívky více vinutí.
Varování
- Nenechávejte cívku připojenou k baterii po dobu delší než 10 až 15 sekund najednou. Již déle a baterie se rychle vybije a cívka a baterie se mohou velmi zahřát.
o autorovi
Gareth Downes-Powell píše od roku 2000. Podílel se na řadě britských časopisů, včetně časopisu „Web Designer“, a spoluautorem čtyř knih o IT vydaných společnostmi Apress a Wrox. Pracoval také jako technický redaktor u řady titulů pro britská a americká nakladatelství. Downes-Powell navštěvoval Thanet Technical College a dosáhl úrovně A v počítačové vědě, matematice a fyzice.
Fotografické kredity
cívky s drátěným obrazem Victor M. z Fotolia.com