Elektromagnetický jeřáb je jeřáb, který využívá spojení mezi elektřinou a magnetismem k výrobě síly potřebné ke zvedání těžkých předmětů. Spojení mezi elektřinou a magnetismem je skvělým tématem pro vědecké projekty, a to i v případě plně elektrického jeřábu projekt je pro vás příliš praktický, můžete otestovat principy, na nichž je založen, pomocí jednoduššího elektromagnetu experiment. Jakýkoli přístup, který chcete pro projekt použít, bude jasnou ukázkou, že pohybující se náboje generují magnetická pole, jeden z klíčových principů elektromagnetismu.
Principy elektromagnetismu: motorový efekt
Princip, který umožňuje elektromagnetickému jeřábu pracovat, je ten, že pohybující se elektrický náboj generuje magnetické pole. Můžete to snadno demonstrovat pomocí magnetu a jednoduchého elektrického obvodu v tomto experimentu z Exploratoria. Pořiďte si dva až čtyři malé diskové magnety (i když budou fungovat i jiné magnety), 2 až 3 stopy (60 centimetrů až 1 metr) drátu a jednu nebo dvě 1,5 V baterie. Cílem je propojit obvod s drátem visícím ze strany stolu nebo jiného vyvýšeného povrchu. Připojte baterii (nebo dvě baterie zapojené do série) ke stolu pomocí krycí pásky poblíž okraje a přilepte dva konce drátu na stůl poblíž baterie (aby konce dosáhly volné baterie terminály). Zbytek drátu by měl viset dolů přes okraj stolu.
Připojte dva konce drátu ke svorkám baterie. Drátem začne proudit proud. Nyní spojte své magnety dohromady jako válec a přiveďte je blízko drátu. Drát se bude pohybovat, jakmile k němu přiblížíte magnet. Je to proto, že proud protékající drátem generuje magnetické pole, které interaguje s magnetem.
Základní experiment s elektromagnetem: Síla elektromagnetů
Pokud chcete více experimentu, ale nechcete vyrábět kompletní elektromagnetický jeřáb, je to jednoduché Demonstrace, s tímto experimentem od Study.com, může odhalit, které faktory ovlivňují sílu elektromagnet. Získejte dvě (nebo více) baterií, nějaký elektrický vodič, hřebík (ideální je alespoň 3 palce) a několik kancelářských sponek. Základní elektromagnet můžete vytvořit obalením drátu kolem hřebíku jako cívky a následným připojením obou konců drátu ke svorkám baterie. Vědec by však nebyl spokojen s tak jednoduchou ukázkou. Jak silný je magnet? A co by ovlivnilo, jak silný je magnet?
Vytvořte základní elektromagnet se stanoveným počtem ovinutí drátu kolem nehtu, řekněme 15. Pro tento první test použijte jednu baterii. Nyní připojte vodič, aby elektromagnet fungoval, a podívejte se, kolik kancelářských sponek se může zvednout. Poznamenejte si maximální počet kancelářských sponek, počet použitých obalů a počet použitých baterií. Nyní zkuste test znovu, ale zvyšte počet zalomení, například na 30. Kolik kancelářských sponek může nyní instalace zvednout? Poznamenejte si výsledek dolů. Nyní zkuste přidat další baterii do série s první, abyste zvýšili napětí napájející obvod. Může za daný počet zabalení zvednout více kancelářských sponek, než by dokázal s jedinou baterií?
Výroba elektromagnetického jeřábu
Projekt elektrického jeřábu je přirozeným pokračováním dosud zahrnutých projektů. Základní princip, že pohybující se náboj generuje magnetické pole, vysvětluje, proč se to děje, a můžete jej použít k výrobě elektromagnetu obalením vodiče vedoucího proud kolem kovového jádra. Kromě toho jste zjistili, že větší napětí nebo více ovinutí drátu zvyšuje sílu magnetu.
Tyto výsledky použijte k vytvoření vlastního elektromagnetického jeřábu. Skutečná konstrukce vašeho jeřábu se může lišit, ale klíčovými prvky jsou kladkový systém s elektromagnetem připevněným na konci a stabilní základna pro váš jeřáb (příklad viz Zdroje). Experiment z předchozí části můžete replikovat pomocí jeřábu, nebo použít to, co jste se naučili, k výrobě výkonnějšího jeřábu.