Un solénoïde est décrit comme une bobine de fil qui génère un champ magnétique lorsqu'un courant électrique le traverse. La force du champ magnétique généré est proportionnelle au nombre de tours dans la bobine et à la quantité de courant électrique circulant dans le fil. Si un noyau de matériau ferromagnétique, tel que du fer doux, est inséré dans la bobine, la force du champ magnétique est multipliée par plusieurs fois la force de la bobine seule. Un solénoïde est simple à construire, en utilisant un fil magnétique pour la bobine et un clou en fer pour le noyau.
Enroulez le fil magnétique autour de 2 pouces de tube en plastique, découpé dans une paille ou un étui à stylo. En laissant 1 pied de fil libre, enroulez le fil autour du tube, en commençant par une extrémité et en passant par l'autre. Les bobines doivent être soigneusement enroulées et étroitement emballées ensemble. Une fois que vous avez atteint l'autre extrémité du tube, commencez une nouvelle couche et répétez jusqu'à ce que tout le fil soit enroulé. Laissez 1 pied de fil à l'autre extrémité de la bobine pour vous permettre de connecter le fil à la batterie.
Enroulez une couche de ruban adhésif autour de la bobine, ce qui aidera à maintenir la bobine ensemble et à l'empêcher de se dérouler.
Connectez le fil libre d'une extrémité de la bobine à la borne négative de la batterie, et le fil libre à l'autre extrémité de la bobine à la borne positive de la batterie. Au fur et à mesure que le circuit est terminé, un champ magnétique est créé autour de la bobine avec la plus haute intensité à travers le centre de la bobine. Vous pouvez le vérifier en plaçant une boussole près de la bobine et en regardant l'aiguille osciller car elle est affectée par le champ magnétique de la bobine.
Débranchez le fil de la borne positive de la batterie. Placez le clou en fer avec sa pointe légèrement à l'intérieur de la bobine. Attachez à nouveau le fil à la borne positive de la batterie et vous verrez que le clou de fer est tiré plus loin dans la bobine en raison du champ magnétique de la bobine. C'est le principe utilisé par les électrovannes et les électrovannes.
Débranchez le fil de la borne positive. Placez le clou complètement à l'intérieur de la bobine, puis reconnectez le fil à la borne positive pour terminer le circuit. Avec le clou entièrement à l'intérieur du noyau, l'effet de renforcement du champ magnétique est maximisé et la bobine peut être utilisée comme électro-aimant. Essayez d'utiliser la bobine pour ramasser de petits objets métalliques, tels que des trombones. Vous verrez qu'ils sont attirés par la bobine.
Les références
- Mini science: solénoïde
- ECT dans les écoles: électrovannes de dispositifs d'entrée et de sortie
Conseils
- Utilisez un fil magnétique 36 SWG ou un calibre similaire. Les fils plus épais ont moins de résistance, ce qui permet à plus de courant de circuler. Bien que cela augmente la force de l'électro-aimant, cela videra également la batterie beaucoup plus rapidement, donc un fil fin est préférable pour cette expérience.
- Pour augmenter la puissance du solénoïde, utilisez un clou en fer plus long et ajoutez plus d'enroulements à la bobine.
Mises en garde
- Ne laissez pas la bobine connectée à la batterie plus de 10 à 15 secondes d'affilée. Plus longtemps et la batterie se déchargera rapidement, et la bobine et la batterie peuvent devenir très chaudes.
A propos de l'auteur
Gareth Downes-Powell écrit depuis 2000. Il a contribué à un certain nombre de magazines britanniques, dont « Web Designer », et a co-écrit quatre livres liés à l'informatique publiés par Apress et Wrox. Il a également travaillé comme rédacteur technique sur un certain nombre de titres pour des éditeurs britanniques et américains. Downes-Powell a fréquenté le Thanet Technical College, obtenant des A-Levels en informatique, mathématiques et physique.
Crédits photos
bobines avec une image de fil par Victor M. de Fotolia.com