איך להכין מגנטים קבועים סופר חזקים

כל הדרכים האפשריות לייצר מגנט קבוע מפורטות במחברת הסטודנטים של ג'וזף הנרי, השמורה באוניברסיטת פרינסטון. הנרי, הפיזיקאי האמריקאי מהמאה ה -18, ידוע - יחד עם מייקל פאראדיי - כ- אבי הטכנולוגיה החשמלית, ולכן אין זה מפתיע שאחת מהשיטות שהוא מתאר משתמשת בהן חַשְׁמַל. מתברר שאם יש לך סוג נכון של מוט מתכת ומספיק כוח חשמלי, אינדוקציה אלקטרומגנטית יכולה להפוך את המוט למגנט קבוע חזק. כמה חזק? בהחלט חזק ממגנט למקרר.

מגנטיות וחשמל לא רק קשורים, הם שני צדדים של אותו מטבע, וזה היה ה תופעה של השראות אלקטרומגנטית, שהתגלתה באופן עצמאי על ידי הנרי ופראדיי, שהובילה לכך הִתמַמְשׁוּת. לאלקטרונים יש סיבוב, מה שמעניק לכל אטום שדה מגנטי קטן. אפשר לגרום לאלקטרונים בתוך מתכות מסוימות להסתובב באותו כיוון, וזה מקנה למתכת תכונות מגנטיות. רשימת המתכות שעושות זאת אינה ארוכה, אך ברזל הוא אחת מהן ומכיוון שפלדה עשויה מברזל, ניתן גם למגנט אותה.

בין השיטות שהנרי מזכיר להפיכת מוט ברזל או פלדה רגיל למגנט הן:

• משפשפים את המוט בחתיכת מתכת שכבר ממוגנטת.
  
• יש לשפשף את המוט בשני מגנטים, למשוך את הקוטב הצפוני של מגנט אחד ממרכז המוט לקצה אחד בזמן שאתה מצייר את הקוטב הדרומי של המגנט השני בכיוון ההפוך.
  
instagram story viewer
• תלו את הבר בצורה אנכית והכו בו שוב ושוב בפטיש. האפקט הממגנט חזק יותר אם מחממים את המוט.
  
• לגרום לשדה מגנטי עם זרם חשמלי.

התוצאה הסופית של כל שיטה היא לגרום לאלקטרונים במוט להסתובב באותו כיוון. מכיוון שחשמל עשוי אלקטרונים, ההנחה הטובה היא שהשיטה האחרונה היא היעילה ביותר.

אתה זקוק למוט עשוי פלדה, ברזל או חומר אחר שניתן למגנט. (רמז: אין הרבה אפשרויות אחרות.) מסמר פלדה 10d ומעלה הוא מושלם. אם אינך בטוח שמדובר בפלדה, השתמש במגנט קטן לבדיקה. אתה צריך גם רגל או שתיים של חוט נחושת מבודד ומקור חשמל, כמו סוללת תא D או שנאי מתח נמוך שתוכל לחבר לשקע. אם תבחר בשנאי, ודא שיש לו מסופים אליהם תוכל לחבר חוטים.

כדי למגנט את הציפורן, עוטפים את החוט סביבו ויוצרים כמה שיותר סלילים. זה בסדר לחפוף את החוט על גבי סלילים שכבר פוצלת. כוחו של שדה ההשראה - והמגנט שלך - גדל ככל שאתה מגדיל את מספר הסלילים, אז היה נדיב. השאירו את קצות החוטים פנויים, ופשטו סנטימטר של בידוד כדי שתוכלו לחבר אותם למקור החשמל.

חבר את החוטים למקור החשמל והפעל את החשמל. השאר את החשמל דולק למשך דקה בערך ואז כבה אותו. בדוק את הציפורן על ידי החזקתו מעל כמה תיקים מברזל. כעת יש למגנט אותו ולמשוך את התיקים, גם כאשר החשמל אינו פעיל.

ניתן להגדיל את חוזק המגנט על ידי הגדלת מספר הסלילים. לדוגמא, אם מכפילים את מספר הסלילים, מכפילים את חוזק שדה ההשראה. עם זאת, כאשר אתה מגדיל את אורך החוט לשם כך, אתה מגביר את ההתנגדות החשמלית, מה שמוריד את כמות הזרם הזורמת דרך החוט. מכיוון שהזרם, שהוא תנועת האלקטרונים, יוצר את השדה, כוח ההשראה יורד. קזז אובדן זרם זה על ידי הגדלת המתח, על ידי שינוי ההגדרה על השנאי או באמצעות סוללה גדולה יותר.

• הקפד לשמור על המתח בגבולות בטוחים. אתה לא רוצה לחשמל את עצמך, וגם לא רוצה ליצור מגנט שנדבק לצמיתות למקרר.