Ein Solenoid wird als Drahtspule beschrieben, die ein magnetisches Feld erzeugt, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Die Stärke des erzeugten Magnetfelds ist proportional zur Windungszahl der Spule und zur Stromstärke, die durch den Draht fließt. Wird ein Kern aus ferromagnetischem Material, beispielsweise Weicheisen, in die Spule eingesetzt, wird die Stärke des Magnetfelds auf ein Vielfaches der Stärke der Spule allein vergrößert. Ein Solenoid ist einfach zu konstruieren, indem Magnetdraht für die Spule und ein Eisennagel für den Kern verwendet werden.
Wickeln Sie den Magnetdraht um 5 cm Plastikschlauch, geschnitten von einem Strohhalm oder einer Stifthülle. Lassen Sie 1 Fuß Draht frei, wickeln Sie den Draht um das Rohr, beginnen Sie an einem Ende und arbeiten Sie sich zum anderen vor. Die Spulen sollten sauber gewickelt und dicht zusammengepackt werden. Sobald Sie das andere Ende des Rohres erreicht haben, beginnen Sie eine neue Schicht und wiederholen Sie den Vorgang, bis der gesamte Draht aufgewickelt ist. Lassen Sie 1 Fuß Draht am anderen Ende der Spule, damit Sie den Draht an die Batterie anschließen können.
Wickeln Sie eine Lage Abdeckband um die Spule, um die Spule zusammenzuhalten und das Abwickeln zu verhindern.
Verbinden Sie das freie Kabel von einem Ende der Spule mit dem Minuspol der Batterie und das freie Kabel vom anderen Ende der Spule mit dem Pluspol der Batterie. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, wird um die Spule herum ein Magnetfeld mit der höchsten Intensität durch das Zentrum der Spule erzeugt. Sie können dies überprüfen, indem Sie einen Kompass in der Nähe der Spule platzieren und beobachten, wie die Nadel schwingt, während sie vom Magnetfeld der Spule beeinflusst wird.
Trennen Sie das Kabel vom Pluspol der Batterie. Legen Sie den Eisennagel mit der Spitze leicht in die Spule. Befestigen Sie den Draht wieder am Pluspol der Batterie, und Sie werden sehen, dass der Eisennagel durch das Magnetfeld der Spule weiter in die Spule gezogen wird. Dieses Prinzip verwenden Magnetschalter und Ventile.
Trennen Sie das Kabel vom Pluspol. Setzen Sie den Nagel vollständig in die Spule ein und schließen Sie den Draht dann wieder an den Pluspol an, um den Stromkreis zu schließen. Wenn sich der Nagel vollständig im Kern befindet, wird die Magnetfeldverstärkungswirkung maximiert und die Spule kann als Elektromagnet verwendet werden. Versuchen Sie, die Spule zu verwenden, um kleine Metallgegenstände wie Büroklammern aufzunehmen. Sie werden sehen, dass sie von der Spule angezogen werden.
Verweise
- Mini-Wissenschaft: Magnet
- ECT in Schulen: Magnetspulen für Ein-/Aus-Geräte
Tipps
- Verwenden Sie einen 36 SWG-Magnetdraht oder einen ähnlichen Durchmesser. Dickere Drähte haben weniger Widerstand, sodass mehr Strom fließen kann. Dies erhöht zwar die Stärke des Elektromagneten, entlädt aber auch die Batterie viel schneller, daher ist ein dünner Draht für dieses Experiment am besten geeignet.
- Um die Leistung des Solenoids zu erhöhen, verwenden Sie einen längeren Eisennagel und fügen Sie der Spule mehr Wicklungen hinzu.
Warnungen
- Lassen Sie die Spule nicht länger als 10 bis 15 Sekunden am Stück an der Batterie angeschlossen. Bei längerer Dauer entlädt sich der Akku schnell und die Spule und der Akku können sehr heiß werden.
Über den Autor
Gareth Downes-Powell schreibt seit 2000. Er hat zu einer Reihe von britischen Zeitschriften beigetragen, darunter "Web Designer", und hat vier IT-bezogene Bücher mitgeschrieben, die von Apress und Wrox veröffentlicht wurden. Er hat auch als technischer Redakteur an einer Reihe von Titeln für britische und US-amerikanische Verlage gearbeitet. Downes-Powell besuchte das Thanet Technical College und erwarb ein Abitur in Informatik, Mathematik und Physik.
Bildnachweis
Spulen mit Drahtmotiv von Victor M. von Fotolia.com