Az állandó mágnes készítésének minden lehetséges módját Joseph Henry hallgatói füzete sorolja fel, amelyet a Princetoni Egyetemen őriznek. Henry, a 18. századi amerikai fizikus, Michael Faraday-vel együtt mint az az elektrotechnika atyja, így nem meglepő, hogy az általa leírt módszerek egyikét alkalmazza elektromosság. Kiderült, hogy ha megfelelő típusú fémrúddal és elegendő elektromos energiával rendelkezik, az elektromágneses indukció a rudat erős állandó mágnessé varázsolja. Mennyire erős? Határozottan erősebb, mint egy hűtőmágnes.
Mi a mágnesség?
A mágnesesség és az elektromosság nemcsak kapcsolatban állnak egymással, hanem ugyanazon érme két oldala, és ez volt az az elektromágneses induktivitás jelensége, amelyet Henry és Faraday egymástól függetlenül fedezett fel, ami ehhez vezetett megvalósítás. Az elektronok forognak, ami minden atomnak kis mágneses teret ad. Lehetséges, hogy bizonyos fémekben lévő elektronokat ugyanabban az irányban forogjunk, és ez adja a fém mágneses tulajdonságait. Az ilyen fémek listája nem hosszú, de a vas egyike ezeknek, és mivel az acél vasból készül, mágnesezhető is.
Mágnes készítésének módjai
Azok közül a módszerek közül, amelyeket Henry megemlít egy közönséges vas- vagy acélrúd mágnessé alakítására, a következők:
- Dörzsölje meg a rudat egy már mágnesezett fémdarabbal.
- Dörzsölje meg a rudat két mágnessel, az egyik mágnes északi pólusát a rúd közepétől az egyik végéig húzva, míg a másik mágnes déli pólusát az ellenkező irányba.
- Függőlegesen függessze fel a rudat, és ütje meg ismételten egy kalapáccsal. A mágnesező hatás erősebb, ha felmelegíti a rudat.
- Indukáljon mágneses teret elektromos árammal.
Az egyes módszerek végeredménye az, hogy a rúdban lévő elektronokat azonos irányba forogják. Mivel az elektromosság elektronokból készül, jó feltételezés, hogy az utolsó módszer a leghatékonyabb.
Saját mágnes készítése
Szüksége van acélból, vasból vagy valamilyen más anyagból, amely mágnesezhető. (Tipp: Nincs sok más választási lehetőség.) Egy 10d vagy nagyobb acélszeg tökéletes. Ha nem biztos abban, hogy acél, tesztelje egy kis mágnessel. Szüksége van egy-két láb szigetelt rézhuzalra és áramforrásra, például egy D-cellás elemre vagy egy alacsony feszültségű transzformátorra, amelyet bedughat egy konnektorba. Ha transzformátort választ, győződjön meg arról, hogy vannak-e csatlakozói, amelyekhez vezetékeket csatlakoztathat.
A köröm mágnesezéséhez tekerje köré a huzalt, és képezzen annyi tekercset, amennyit csak tud. Rendben van, ha átfedik a huzalt a már feltekert tekercsek tetején. Az induktív mező - és a mágnesed - erőssége növekszik, ahogy növeled a tekercsek számát, ezért légy nagylelkű. Hagyja szabadon a vezetékek végét, és húzza le egy hüvelyk szigetelést, hogy csatlakoztathassa őket az áramforráshoz.
Csatlakoztassa a vezetékeket az áramforráshoz, és kapcsolja be az áramot. Hagyja bekapcsolva a készüléket egy percig, majd kapcsolja ki. Tesztelje a szöget úgy, hogy néhány vasreszeléken tartja. Most mágnesesnek kell lennie, és vonzza a reszelőket, még akkor is, ha az áramellátás ki van kapcsolva.
Az erő növelése
A tekercsek számának növelésével növelheti a mágnes erejét. Például, ha megduplázza a tekercsek számát, megduplázza az induktív mező erősségét. Ha azonban ehhez növeli a vezeték hosszát, akkor növeli az elektromos ellenállást, ami csökkenti a vezetéken átáramló áram mennyiségét. Mivel az áram, amely az elektronok mozgása, létrehozza a teret, az induktív teljesítmény csökken. Ezt az áramveszteséget ellensúlyozhatja a feszültség növelésével, akár a transzformátor beállításainak megváltoztatásával, akár nagyobb akkumulátor használatával.
Figyelmeztetések
Ügyeljen arra, hogy a feszültséget biztonságos határok között tartsa. Nem akarja megütni magát, és nem is akar mágnest létrehozni, amely tartósan tapad a hűtőszekrényhez.