Elektromagnētiskais celtnis ir celtnis, kas izmanto saikni starp elektrību un magnētismu, lai radītu spēku, kas nepieciešams smagu priekšmetu pacelšanai. Saikne starp elektrību un magnētismu ir lieliska tēma zinātnes projektiem un pat tad, ja ir pilns elektriskais celtnis projekts jums ir mazliet pārāk praktisks, jūs varat pārbaudīt tā pamatā esošos principus ar vienkāršāku elektromagnētu eksperiments. Neatkarīgi no pieejas, kuru vēlaties izmantot projektam, tas būs skaidrs pierādījums tam, ka kustīgi lādiņi rada magnētiskos laukus, kas ir viens no galvenajiem elektromagnētisma principiem.
Elektromagnētisma principi: motora efekts
Elektromagnētiskā celtņa darbības princips ir tāds, ka kustīgs elektriskais lādiņš rada magnētisko lauku. Šajā eksperimentā no Exploratorium to var viegli pierādīt ar magnētu un vienkāršu elektrisko ķēdi. Iegūstiet no diviem līdz četriem maziem disku magnētiem (lai arī derēs arī citi magnēti), 2 līdz 3 pēdas (60 centimetri līdz 1 metrs) stieples un viena vai divas 1,5 V baterijas. Mērķis ir savienot ķēdi ar vadu, kas nokarājas pie galda malas vai citas paceltas virsmas. Pievienojiet akumulatoru (vai divas sērijveidā savienotas baterijas) pie galda ar līmlenti, netālu no malas un abus stieples galus piestipriniet pie galda pie akumulatora (lai galus varētu sasniegt brīvo akumulatoru termināli). Atlikušajai stieples daļai jābūt pakārtai virs galda malas.
Savienojiet divus vadu galus ar akumulatora spailēm. Vadā sāks plūst strāva. Tagad savienojiet magnētus kopā kā cilindru un tuviniet tos vadam. Vads pārvietosies, kad jūs tam tuvojat magnētu. Tas ir tāpēc, ka strāva, kas plūst caur vadu, rada magnētisko lauku, kas mijiedarbojas ar magnētu.
Elektromagnētu pamateksperiments: elektromagnētu stiprums
Ja vēlaties vairāk eksperimenta, bet nevēlaties izgatavot vienkāršu elektromagnētisko celtni demonstrācija ar šo Study.com eksperimentu var atklāt, kuri faktori ietekmē elektromagnēts. Iegūstiet divas (vai vairāk) baterijas, kādu elektrības vadu, naglu (ideāli piemērots vismaz 3 collas garš) un vairākus saspraudes. Jūs varat izveidot pamata elektromagnētu, aptinot vadu ap naglu kā spoli un pēc tam piestiprinot abus stieples galus pie akumulatora spailēm. Tomēr zinātnieks nebūtu apmierināts ar tik vienkāršu demonstrāciju. Cik spēcīgs ir magnēts? Un kas ietekmētu magnēta stiprumu?
Izveidojiet pamata elektromagnētu ar noteiktu skaitu stiepļu aptinumu ap nagu, teiksim 15. Pirmajā pārbaudē izmantojiet vienu akumulatoru. Tagad pievienojiet vadu, lai elektromagnēts darbotos, un noskaidrojiet, cik saspraudes to var pacelt. Pierakstiet maksimālo saspraudes, izmantoto iesaiņojumu un izmantoto bateriju skaitu. Tagad mēģiniet vēlreiz, bet, piemēram, palieliniet iesaiņojumu skaitu līdz 30. Cik saspraudes uzstādīšana tagad var paaugstināt? Atzīmējiet rezultātu uz leju. Tagad mēģiniet pievienot vēl vienu akumulatoru virknē ar pirmo, lai palielinātu ķēdes barošanas spriegumu. Vai tas var uzvilkt vairāk saspraudes, nekā tas būtu iespējams ar vienu akumulatoru uz noteiktu skaitu iesaiņojumu?
Elektromagnētiskā celtņa izgatavošana
Elektriskā celtņa projekts ir dabisks turpinājums līdz šim aptvertajiem projektiem. Pamatprincips, ka kustīgais lādiņš rada magnētisko lauku, izskaidro, kāpēc tas notiek, un to var izmantot, lai izveidotu elektromagnētu, aptinot strāvu vadošu vadu ap metāla serdi. Turklāt esat noskaidrojis, ka lielāks spriegums vai vairāk stiepļu aptīšanas palielina magnēta izturību.
Izmantojiet šos rezultātus, lai izveidotu savu elektromagnētisko celtni. Jūsu celtņa faktiskā konstrukcija var atšķirties, taču galvenie elementi ir skriemeļu sistēma ar elektromagnētu, kas piestiprināts pie gala, un stabila celtņa pamatne (piemēru skatiet resursos). Varat atkārtot iepriekšējās sadaļas eksperimentu ar savu celtni vai arī izmantot iemācīto, lai izveidotu jaudīgāku celtni.