Kaikki mahdolliset keinot tehdä kestomagneetti on lueteltu Joseph Henryn opiskelijoiden muistikirjassa, jota pidetään Princetonin yliopistossa. Henry, 1700-luvun amerikkalainen fyysikko, tunnetaan yhdessä Michael Faradayn kanssa sähkötekniikan isä, joten ei ole mikään yllätys, että yhtä hänen kuvaamistaan menetelmistä käyttää sähköä. Osoittautuu, että jos sinulla on oikean tyyppinen metallitanko ja tarpeeksi sähkötehoa, sähkömagneettinen induktio voi muuttaa tangon vahvaksi kestomagneettiksi. Kuinka vahva? Ehdottomasti vahvempi kuin jääkaapin magneetti.
Mikä on magnetismi?
Magnetismi ja sähkö eivät ole vain toisiinsa liittyviä, ne ovat saman kolikon kaksi puolta, ja se oli Henry ja Faradayn itsenäisesti löytämä sähkömagneettisen induktanssin ilmiö, joka johti tähän toteuttaminen. Elektroneilla on spin, joka antaa jokaiselle atomille pienen magneettikentän. Tiettyjen metallien sisällä olevat elektronit on mahdollista saada pyörimään samaan suuntaan, mikä antaa metallille magneettiset ominaisuudet. Luettelo metalleista, jotka tekevät tämän, ei ole pitkä, mutta rauta on yksi niistä, ja koska teräs on valmistettu raudasta, se voidaan myös magnetisoida.
Tapoja tehdä magneetti
Henryn mainitsemista tavoista muuttaa tavallinen rauta- tai terässauva magneettiksi ovat:
- Hiero sauva jo magnetoituneella metallikappaleella.
- Hiero sauvaa kahdella magneetilla vetämällä yhden magneetin pohjoisnapa tangon keskiosasta toiseen päähän samalla kun vedät toisen magneetin etelänavan vastakkaiseen suuntaan.
- Ripusta tanko pystysuoraan ja lyö sitä toistuvasti vasaralla. Magnetisoiva vaikutus on vahvempi, jos kuumennat sauvaa.
- Indusoi magneettikenttä sähkövirralla.
Kunkin menetelmän lopputuloksena on saada sauvassa olevat elektronit pyörimään samaan suuntaan. Koska sähkö valmistetaan elektronista, on hyvä olettaa, että viimeinen menetelmä on tehokkain.
Oman magneetin tekeminen
Tarvitset tangon, joka on valmistettu teräksestä, raudasta tai muusta materiaalista, joka voidaan magnetisoida. (Vihje: Ei ole paljon muita vaihtoehtoja.) 10d tai suurempi teräsnaula on täydellinen. Jos et ole varma, että se on terästä, kokeile sitä pienellä magneetilla. Tarvitset myös jalan tai kaksi eristettyä kuparilangkaa ja virtalähteen, kuten D-kennon akun tai pienjännitemuuntajan, jonka voit kytkeä pistorasiaan. Jos valitset muuntaja, varmista, että siinä on liittimet, joihin voit liittää johdot.
Magnetisoi kynsi kiertämällä lanka sen ympärille muodostaen niin monta kelaa kuin mahdollista. On hienoa limittää lanka jo kelattujen kelojen päälle. Induktiivisen kentän - ja magneettisi - vahvuus kasvaa, kun lisäät kelojen määrää, joten ole antelias. Jätä johtojen päät vapaiksi ja irrota tuumaa eristystä, jotta voit liittää ne virtalähteeseen.
Kytke johdot virtalähteeseen ja kytke virta. Jätä virta noin minuutiksi ja sammuta se sitten. Testaa naula pitämällä sitä joidenkin rautaviilojen päällä. Sen pitäisi nyt magnetoitua ja houkutella viiloja, vaikka virta olisi katkaistu.
Vahvuuden lisääminen
Voit lisätä magneetin voimaa lisäämällä kelojen määrää. Jos esimerkiksi kaksinkertaistat kelojen lukumäärän, kaksinkertaistat induktiivisen kentän voimakkuuden. Kun kuitenkin kasvatat langan pituutta tähän tarkoitukseen, lisäät sähköistä vastusta, mikä vähentää langan läpi virtaavan virran määrää. Koska virta, joka on elektronien liike, luo kentän, induktiivinen teho laskee. Tasaa tämä virtahäviö lisäämällä jännitettä joko muuttamalla muuntajan asetusta tai käyttämällä suurempaa akkua.
Varoitukset
Pidä jännite turvallisissa rajoissa. Et halua sähköiskua itseäsi, etkä halua luoda magneettia, joka tarttuu pysyvästi jääkaappiin.
