Svi mogući načini izrade trajnog magneta navedeni su u studentskoj bilježnici Josepha Henryja koja se čuva na Sveučilištu Princeton. Henry, američki fizičar iz 18. stoljeća, poznat je - zajedno s Michaelom Faradayem - kao otac elektrotehnike, pa ne čudi što se koristi jedna od metoda koju opisuje struja. Ispada da ako imate pravu vrstu metalne šipke i dovoljno električne energije, elektromagnetska indukcija može pretvoriti šipku u snažni trajni magnet. Koliko jak? Definitivno jači od magneta za hladnjak.
Što je magnetizam?
Magnetizam i električna energija nisu samo povezani, oni su dvije strane iste medalje, i to je bilo fenomen elektromagnetske induktivnosti, koji su neovisno otkrili Henry i Faraday, što je dovelo do toga realizacija. Elektroni se vrte, što svakom atomu daje malo magnetsko polje. Moguće je potaknuti elektrone unutar određenih metala da se vrte u istom smjeru, a to metalu daje magnetska svojstva. Popis metala koji to čine nije dugačak, ali željezo je jedan od njih, a budući da je čelik izrađen od željeza, može se i magnetizirati.
Načini izrade magneta
Među metodama koje Henry spominje za pretvaranje obične željezne ili čelične šipke u magnet su:
- Trljajte šipku komadom metala koji je već namagnetiran.
- Trljajte štap s dva magneta, crtajući sjeverni pol jednog magneta od središta štapa do jednog kraja, dok crtate južni pol drugog magneta u suprotnom smjeru.
- Objesite šipku okomito i nekoliko puta je udarite čekićem. Učinak magnetiziranja je jači ako zagrijete šipku.
- Inducirajte magnetsko polje električnom strujom.
Krajnji rezultat svake metode je potaknuti elektrone u šipci da se vrte u istom smjeru. Budući da se električna energija sastoji od elektrona, dobra je pretpostavka da je posljednja metoda najučinkovitija.
Izrada vlastitog magneta
Potrebna vam je šipka od čelika, željeza ili nekog drugog materijala koji se može magnetizirati. (Savjet: Nema mnogo drugih izbora.) Čelični čavao od 10 d ili veći savršen je. Ako niste sigurni da je čelik, testirajte ga malim magnetom. Potrebna vam je i stopalo ili dvije izolirane bakrene žice i izvor napajanja, poput D-ćelijske baterije ili niskonaponskog transformatora koji možete priključiti u utičnicu. Ako se odlučite za transformator, pobrinite se da on ima terminale na koje možete spojiti žice.
Da biste nokat namagnetili, omotajte žicu oko njega oblikujući što više zavojnica. U redu je preklopiti žicu na zavojnice koje ste već namotali. Snaga induktivnog polja - i vašeg magneta - povećava se s povećanjem broja zavojnica, zato budite velikodušni. Ostavite krajeve žica slobodnima i skinite centimetar izolacije kako biste ih mogli spojiti na izvor napajanja.
Spojite žice na izvor napajanja i uključite napajanje. Ostavite napajanje na minutu ili malo, a zatim ga isključite. Testirajte nokat držeći ga iznad željeznih opiljaka. Sada bi ga trebalo magnetizirati i privući turpiju, čak i kad je napajanje isključeno.
Povećavanje snage
Snagu magneta možete povećati povećanjem broja zavojnica. Na primjer, ako udvostručite broj zavojnica, udvostručite jakost induktivnog polja. Međutim, kada za to povećate duljinu žice, povećavate električni otpor koji smanjuje količinu struje koja prolazi kroz žicu. Budući da struja, koja je kretanje elektrona, stvara polje, induktivna snaga opada. Nadoknadite ovaj trenutni gubitak povećavanjem napona, bilo promjenom postavke na transformatoru ili upotrebom veće baterije.
Upozorenja
Obavezno držite napon u sigurnim granicama. Ne želite se udarati strujom, niti želite stvoriti magnet koji se trajno lijepi za hladnjak.