Všechny možné způsoby výroby permanentního magnetu jsou uvedeny v poznámkovém bloku Josepha Henryho, který je uložen na Princetonské univerzitě. Henry, americký fyzik z 18. století, je spolu s Michaelem Faradayem znám jako otec elektrické technologie, takže není překvapením, že jedna z metod, které popisuje, používá elektřina. Ukazuje se, že pokud máte správný typ kovové tyče a dostatek elektrické energie, elektromagnetická indukce může z tyče udělat silný permanentní magnet. Jak silné? Rozhodně silnější než magnet na ledničku.
Co je magnetismus?
Magnetismus a elektřina nejen souvisí, jsou to dvě strany stejné mince, a to byla fenomén elektromagnetické indukčnosti, objevený nezávisle Henrym a Faradayem, který k tomu vedl realizace. Elektrony mají spin, který dává každému atomu malé magnetické pole. Je možné vyvolat elektrony uvnitř určitých kovů, aby se otáčely stejným směrem, a to dává kovovým magnetickým vlastnostem. Seznam kovů, které to dělají, není dlouhý, ale železo je jedním z nich, a protože ocel je vyrobena ze železa, lze ji také magnetizovat.
Způsoby výroby magnetu
Mezi způsoby, které Henry zmiňuje při přeměně obyčejné železné nebo ocelové tyče na magnet, jsou:
- Otřete tyč kovovým kusem, který je již zmagnetizovaný.
- Třepejte tyč dvěma magnety a táhněte severní pól jednoho magnetu ze středu tyče na jeden konec, zatímco vy kreslíte jižní pól druhého magnetu v opačném směru.
- Zavěste lištu svisle a opakovaně do ní udeřte kladivem. Magnetizační účinek je silnější, pokud tyč zahřejete.
- Indukujte magnetické pole elektrickým proudem.
Konečným výsledkem každé metody je indukce otáčení elektronů v tyči ve stejném směru. Protože elektřina je vyrobena z elektronů, je dobrý předpoklad, že poslední metoda je nejúčinnější.
Vytvoření vlastního magnetu
Potřebujete tyč z oceli, železa nebo jiného materiálu, který lze magnetizovat. (Tip: Není mnoho dalších možností.) 10d nebo větší ocelový hřebík je perfektní. Pokud si nejste jisti, že je to ocel, vyzkoušejte to pomocí malého magnetu. Potřebujete také patku nebo dva izolované měděné vodiče a zdroj energie, jako je baterie typu D nebo nízkonapěťový transformátor, který můžete zapojit do zásuvky. Pokud se rozhodnete pro transformátor, ujistěte se, že má svorky, ke kterým můžete připojit vodiče.
Chcete-li nehet zmagnetizovat, obtočte kolem něj drát a vytvořte co nejvíce cívek. Je v pořádku překrýt drát na cívkách, které jste již navinuli. Síla indukčního pole - a vašeho magnetu - se zvyšuje s rostoucím počtem cívek, takže buďte velkorysí. Konce vodičů nechejte volné a odstraňte palec izolace, abyste je mohli připojit ke zdroji energie.
Připojte vodiče ke zdroji napájení a zapněte napájení. Nechejte napájení asi minutu zapnuté a poté jej vypněte. Vyzkoušejte hřebík přidržením nad některými železnými pilinami. Nyní by měl být magnetizován a přitahovat piliny, i když je napájení vypnuté.
Zvyšování síly
Sílu magnetu můžete zvýšit zvýšením počtu cívek. Například pokud zdvojnásobíte počet cívek, zdvojnásobíte sílu indukčního pole. Když však k tomu zvětšíte délku vodiče, zvýšíte elektrický odpor, což sníží množství proudu protékajícího vodičem. Protože proud, kterým je pohyb elektronů, vytváří pole, indukční síla klesá. Tuto ztrátu proudu vyrovnejte zvýšením napětí, buď změnou nastavení na transformátoru, nebo použitím větší baterie.
Varování
Udržujte napětí v bezpečných mezích. Nechcete se usmrtit elektrickým proudem, ani nechcete vytvořit magnet, který by trvale přilnul k lednici.