Ένα σωληνοειδές περιγράφεται ως ένα πηνίο σύρματος που δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από αυτό. Η ισχύς του παραγόμενου μαγνητικού πεδίου είναι ανάλογη με τον αριθμό στροφών στο πηνίο και την ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει μέσω του καλωδίου. Εάν ένας πυρήνας σιδηρομαγνητικού υλικού, όπως μαλακός σίδηρος, εισαχθεί στο πηνίο, η ισχύς του μαγνητικού πεδίου μεγεθύνεται πολλές φορές μόνο με την ισχύ του πηνίου. Ένα σωληνοειδές είναι απλό στην κατασκευή, χρησιμοποιώντας μαγνητικό σύρμα για το πηνίο και ένα σίδερο καρφί για τον πυρήνα.
Τυλίξτε το μαγνητικό σύρμα περίπου 2 ίντσες από πλαστικό σωλήνα, κόψτε από ένα καλαμάκι ή ένα στυλό. Αφήνοντας ελεύθερο 1 πόδι σύρματος, τυλίξτε το καλώδιο γύρω από το σωλήνα, ξεκινώντας από το ένα άκρο και προχωρώντας προς το άλλο. Τα πηνία πρέπει να τυλίγονται τακτοποιημένα και να σφραγίζονται καλά. Μόλις φτάσετε στο άλλο άκρο του σωλήνα, ξεκινήστε ένα νέο στρώμα και επαναλάβετε μέχρι να τυλιχτεί όλο το καλώδιο. Αφήστε το 1 πόδι του καλωδίου στο άλλο άκρο του πηνίου για να σας επιτρέψει να συνδέσετε το καλώδιο με την μπαταρία.
Τυλίξτε ένα στρώμα κολλητικής ταινίας γύρω από το πηνίο, το οποίο θα σας βοηθήσει να συγκρατήσετε το πηνίο μαζί και να το σταματήσετε να ξετυλίγεται.
Συνδέστε το ελεύθερο καλώδιο από το ένα άκρο του πηνίου στον αρνητικό ακροδέκτη της μπαταρίας και το ελεύθερο καλώδιο στο άλλο άκρο του πηνίου στον θετικό ακροδέκτη της μπαταρίας. Καθώς το κύκλωμα ολοκληρώνεται, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από το πηνίο με την υψηλότερη ένταση μέσω του κέντρου του πηνίου. Μπορείτε να το επαληθεύσετε τοποθετώντας μια πυξίδα κοντά στο πηνίο και παρακολουθώντας τη βελόνα να ταλαντεύεται καθώς επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο του πηνίου.
Αποσυνδέστε το καλώδιο από τον θετικό ακροδέκτη της μπαταρίας. Τοποθετήστε το σίδερο καρφί με την άκρη του ελαφρώς μέσα στο πηνίο. Συνδέστε ξανά το καλώδιο στον θετικό ακροδέκτη της μπαταρίας και θα δείτε ότι το σίδερο καρφί τραβιέται περαιτέρω στο πηνίο λόγω του μαγνητικού πεδίου του πηνίου. Αυτή είναι η αρχή που χρησιμοποιείται από τους διακόπτες και τις βαλβίδες σωληνοειδών.
Αποσυνδέστε το καλώδιο από τον θετικό ακροδέκτη. Τοποθετήστε το καρφί πλήρως μέσα στο πηνίο και, στη συνέχεια, επανασυνδέστε το καλώδιο στον θετικό ακροδέκτη ξανά για να ολοκληρώσετε το κύκλωμα. Με το καρφί πλήρως μέσα στον πυρήνα, το αποτέλεσμα ενίσχυσης του μαγνητικού πεδίου μεγιστοποιείται και το πηνίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρομαγνήτης. Δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε το πηνίο για να παραλάβετε μικρά μεταλλικά αντικείμενα, όπως συνδετήρες. Θα δείτε ότι έλκονται από το πηνίο.
βιβλιογραφικές αναφορές
- Mini Science: Σωληνοειδές
- ECT στα σχολεία: Ηλεκτρομαγνητικές συσκευές In-Out
Συμβουλές
- Χρησιμοποιήστε καλώδιο μαγνήτη 36 SWG ή παρόμοιο μετρητή. Τα παχύτερα καλώδια έχουν λιγότερη αντίσταση, επιτρέποντας περισσότερο ρεύμα να ρέει. Αν και αυτό αυξάνει την ισχύ του ηλεκτρομαγνήτη, θα εξαντλήσει επίσης την μπαταρία πολύ πιο γρήγορα, έτσι ένα λεπτό καλώδιο είναι καλύτερο για αυτό το πείραμα.
- Για να αυξήσετε την ισχύ της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, χρησιμοποιήστε ένα μακρύτερο σίδερο και προσθέστε περισσότερες περιελίξεις στο πηνίο.
Προειδοποιήσεις
- Μην αφήνετε το πηνίο συνδεδεμένο στην μπαταρία για περισσότερο από 10 έως 15 δευτερόλεπτα κάθε φορά. Όλο περισσότερο και η μπαταρία θα εξαντληθεί γρήγορα και το πηνίο και η μπαταρία μπορεί να ζεσταθούν πολύ.
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Ο Gareth Downes-Powell γράφει από το 2000. Έχει συνεισφέρει σε διάφορα περιοδικά του Ηνωμένου Βασιλείου, συμπεριλαμβανομένου του "Web Designer", και έχει συν-γράψει τέσσερα βιβλία που σχετίζονται με την πληροφορική που εκδόθηκαν από τις Apress και Wrox. Έχει επίσης εργαστεί ως τεχνικός συντάκτης σε διάφορους τίτλους για εκδότες του Ηνωμένου Βασιλείου και των ΗΠΑ. Ο Ντάουνς-Πάουελ παρακολούθησε το Thanet Technical College, επιτυγχάνοντας Α-Επίπεδα στην επιστήμη των υπολογιστών, τα μαθηματικά και τη φυσική.
Φωτογραφικές μονάδες
πηνία με σύρμα εικόνας από τον Victor M. από Fotolia.com