Όπως συζητήθηκε στο Halliday and Resnick's "Fundamentals of Physics", το μαγνητίσιμο υλικό στο α ο μετασχηματιστής μπορεί να χρησιμεύσει για «αγωγιμότητα» ηλεκτρικής ενέργειας από ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος σε άλλο που διαφορετικά δεν θα είχε ρεύμα. Το πρωτεύον κύκλωμα μεταφέρει το ρεύμα AC στον μετασχηματιστή μέσω ενός πηνίου που ασκεί μαγνητικό πεδίο. Αυτό δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο μέσω του μετασχηματιστή. Τα εναλλασσόμενα μαγνητικά πεδία παράγουν ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις (emf). Επειδή το ρεύμα του πρωτεύοντος ποικίλλει, το μαγνητικό πεδίο στον μετασχηματιστή ποικίλλει. Αυτό δημιουργεί μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη σε ένα πηνίο στο δευτερεύον κύκλωμα, δημιουργώντας ένα δευτερεύον εναλλασσόμενο ρεύμα.
Τυλίξτε ένα μονωμένο σύρμα γύρω από το μεταλλικό μέρος του κατσαβιδιού, αφήνοντας τουλάχιστον μισό πόδι σύρματος ελεύθερο και στα δύο άκρα. Ξύστε τα άκρα του καλωδίου, για να κάνετε ηλεκτρική επαφή αργότερα. Όσο πιο λεπτό είναι το καλώδιο που χρησιμοποιείτε, τόσο το καλύτερο, γιατί θα μπορείτε να τοποθετήσετε περισσότερες περιελίξεις στο κατσαβίδι. Όσο περισσότερες περιελίξεις, τόσο καλύτερο θα οδηγηθεί το μαγνητικό πεδίο από το ένα πηνίο στο άλλο.
Τυλίξτε το άλλο σύρμα γύρω από το μεταλλικό μέρος του κατσαβιδιού. Και στις δύο περιπτώσεις, τα καλώδια μπορούν να αλληλεπικαλύπτονται. Απλώς παρακολουθήστε ποια άκρα καλωδίων ανήκουν στο ίδιο καλώδιο. Όσο περισσότερες περιελίξεις μπορείτε να βάλετε στο καλώδιο, τόσο ισχυρότερη θα είναι η αγωγιμότητα του μαγνητισμού μέσω του κατσαβιδιού.
Σε αυτό το σημείο, θα έχετε δύο καλώδια κουλουριασμένα γύρω από το κατσαβίδι και επομένως τέσσερα άκρα καλωδίων. Στα επόμενα βήματα, θα συνδέσετε τα άκρα ενός καλωδίου στο πρωτεύον κύκλωμα και τα άλλα άκρα του καλωδίου στο δευτερεύον κύκλωμα.
Αγοράστε ένα καλώδιο λαμπτήρα, πλήρες με πρίζα τοίχου και λαμπτήρα. Κόψτε το καλώδιο στα μισά. Θα πρέπει να έχετε ένα ζεύγος καλωδίων παράλληλης λειτουργίας που συνδέονται στην πρίζα λαμπτήρα και ένα ζεύγος καλωδίων παράλληλης λειτουργίας που συνδέονται στην πρίζα. Κόψτε τα δύο πρόσφατα σχηματισμένα άκρα στη μέση, δηλαδή κατά μήκος, τουλάχιστον δύο ίντσες για να διαχωρίσετε τα καλώδια παράλληλης λειτουργίας. Αφαιρέστε τα άκρα μίας ίντσας μόνωσης για να εκθέσετε το σύρμα. Κάντε αυτό και για τα τέσσερα καλώδια.
Πάρτε ένα από τα τέσσερα γυμνά άκρα του καλωδίου που προέρχονται από το κατσαβίδι και στρίψτε το με ένα από τα δύο γυμνά άκρα του καλωδίου του κομματιού καλωδίου λαμπτήρα που έχει ακόμη μια πρίζα. Μόλις δεθεί με ασφάλεια, χρησιμοποιήστε ηλεκτρική ταινία για να καλύψετε αυτά τα δύο άκρα καλωδίων, για να αποφύγετε βραχυκύκλωμα ή σοκ.
Προσδιορίστε ποιο από τα τρία υπόλοιπα γυμνά άκρα καλωδίου που βγαίνουν από το κατσαβίδι είναι το αντίθετο άκρο του καλωδίου που μόλις δέσατε (φροντίστε να παρακολουθείτε ποια άκρα ανήκουν στο ίδιο καλώδιο). Στρίψτε αυτό το γυμνό άκρο του καλωδίου στο άλλο άκρο του γυμνού καλωδίου του κομματιού καλωδίου λαμπτήρα που έχει ακόμα πρίζα. Χρησιμοποιήστε ξανά την ηλεκτρική ταινία για να την καλύψετε. Αυτό ολοκληρώνει το κύριο κύκλωμα.
Συνδέστε τα δύο εναπομείναντα γυμνά άκρα που βγαίνουν από το κατσαβίδι στα δύο γυμνά άκρα του κομματιού καλωδίου λαμπτήρα που έχει ακόμα συνδεδεμένη την υποδοχή λαμπτήρα. Χρησιμοποιήστε ξανά την ηλεκτρική ταινία για να καλύψετε τα γυμνά καλώδια. Αυτό ολοκληρώνει το δευτερεύον κύκλωμα.
Βιδώστε μια λάμπα στην υποδοχή λαμπτήρα του καλωδίου της λάμπας. Τοποθετήστε το βύσμα του καλωδίου της λάμπας σε πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος χαμηλής τάσης, δηλαδή κάτι ασφαλέστερο από μια πρίζα 110V. Ο λόγος για αυτό είναι ότι το λεπτό σύρμα γύρω από το κατσαβίδι μπορεί να θερμανθεί πάρα πολύ εάν εκτεθεί σε 110V AC. Τα καταστήματα προμήθειας εργαστηρίου πωλούν μετασχηματιστές που συνδέονται στον τοίχο και κατεβαίνουν την τάση σε σχετικά ασφαλή επίπεδα. Το 10V θα ήταν κατάλληλο για αυτό το πείραμα.
Ενεργοποιήστε την πηγή AC. Ο λαμπτήρας θα ανάψει, παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχει ηλεκτρική αγωγιμότητα μεταξύ των πρωτογενών και δευτερευόντων κυκλωμάτων. Το μαγνητίσιμο μέταλλο του κατσαβιδιού έχει ως εκ τούτου επιτύχει την ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή μαγνητικής ενέργειας.
βιβλιογραφικές αναφορές
- Βασικές αρχές της Φυσικής; David Halliday και Robert Resnick; 1991
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Το ακαδημαϊκό υπόβαθρο του Paul Dohrman είναι στη φυσική και τα οικονομικά. Έχει επαγγελματική εμπειρία ως εκπαιδευτικός, σύμβουλος ενυπόθηκων δανείων και αναλογιστής ατυχημάτων. Τα ενδιαφέροντά του περιλαμβάνουν οικονομικά ανάπτυξης, φιλανθρωπικά ιδρύματα που βασίζονται σε τεχνολογία και επενδύσεις αγγέλου.
Φωτογραφικές μονάδες
εικόνα κατσαβιδιού από τον Sid Viswakumar από Fotolia.com