Kā izgatavot īpaši spēcīgus pastāvīgos magnētus

Visi iespējamie pastāvīgā magnēta izgatavošanas veidi ir uzskaitīti Džozefa Henrija studentu piezīmju grāmatiņā, kas glabājas Prinstonas universitātē. Henrijs, 18. gadsimta amerikāņu fiziķis, kopā ar Maiklu Faradeju ir pazīstams kā elektrotehnikas tēvs, tāpēc nav pārsteigums, ka tiek izmantota viena no viņa aprakstītajām metodēm elektrība. Izrādās, ka, ja jums ir pareizais metāla stieņa veids un pietiekama elektriskā jauda, ​​elektromagnētiskā indukcija var pārvērst stieni par spēcīgu pastāvīgu magnētu. Cik spēcīgs? Noteikti stiprāks par ledusskapja magnētu.

Magnētisms un elektrība nav tikai saistīti, tie ir vienas monētas divas puses, un tā bija elektromagnētiskās induktivitātes parādība, ko neatkarīgi atklāja Henrijs un Faradejs, kas pie tā noveda realizācija. Elektroniem ir griešanās, kas katram atomam piešķir nelielu magnētisko lauku. Ir iespējams inducēt elektronus noteiktu metālu iekšpusē griezties tajā pašā virzienā, un tas piešķir metālam magnētiskās īpašības. To metālu saraksts nav garš, taču dzelzs ir viens no tiem, un, tā kā tērauds ir izgatavots no dzelzs, to var arī magnetizēt.

Starp metodēm, kuras Henrijs piemin parastā dzelzs vai tērauda stieņa pārvēršanai par magnētu, ir:

• Noberzējiet stieni ar metāla gabalu, kas jau ir magnetizēts.
  
• Noberzējiet stieni ar diviem magnētiem, novedot viena magnēta ziemeļu polu no stieņa centra līdz vienam galam, bet otra magnēta dienvidu polu - pretējā virzienā.
  
• Pakariniet stieni vertikāli un atkārtoti iesitiet ar āmuru. Magnetizējošais efekts ir spēcīgāks, ja jūs sildāt stieni.
  
• Izraisiet magnētisko lauku ar elektrisko strāvu.

Katras metodes gala rezultāts ir inducēt stieņa elektronus griezties tajā pašā virzienā. Tā kā elektrību ražo no elektroniem, ir labs pieņēmums, ka pēdējā metode ir visefektīvākā.

Jums nepieciešams stienis, kas izgatavots no tērauda, ​​dzelzs vai kāda cita materiāla, ko var magnetizēt. (Padoms: nav daudz citu iespēju.) 10d vai lielāka tērauda nagla ir ideāla. Ja neesat pārliecināts, ka tas ir tērauds, izmantojiet nelielu magnētu, lai to pārbaudītu. Jums ir nepieciešama arī pēda vai divas izolētas vara stieples un strāvas avots, piemēram, D-šūnu akumulators vai zemsprieguma transformators, ko varat pievienot kontaktligzdai. Ja izvēlaties transformatoru, pārliecinieties, vai tam ir spailes, pie kurām varat pievienot vadus.

Lai magnetizētu naglu, aptiniet stiepli ap to, veidojot tik daudz spoles, cik vien iespējams. Ir labi pārklāties ar stiepli virs ruļļiem, kurus jau esat savijis. Induktīvā lauka - un jūsu magnēta - spēks palielinās, palielinot spoles skaitu, tāpēc esiet dāsns. Atstājiet vadu galus brīvus un noņemiet collu izolācijas, lai tos varētu savienot ar barošanas avotu.

Pievienojiet vadus strāvas avotam un ieslēdziet strāvu. Aptuveni minūti atstājiet strāvu un pēc tam izslēdziet to. Pārbaudiet naglu, turot to virs dažām dzelzs vīlēm. Tagad tas būtu jāpagarina un jāpiesaista vīles pat tad, ja strāva ir izslēgta.

Palielinot spoles skaitu, varat palielināt magnēta izturību. Piemēram, ja jūs dubultojat ruļļu skaitu, jūs divkāršojat induktīvā lauka stiprumu. Tomēr, palielinot stieples garumu, lai to izdarītu, jūs palielināt elektrisko pretestību, kas samazina caur vadu plūstošās strāvas daudzumu. Tā kā strāva, kas ir elektronu kustība, rada lauku, induktīvā jauda samazinās. Kompensējiet šo strāvas zudumu, palielinot spriegumu, vai nu mainot transformatora iestatījumu, vai arī izmantojot lielāku akumulatoru.

• Noteikti turiet spriegumu drošās robežās. Jūs nevēlaties sevi elektrotraumēt, kā arī nevēlaties izveidot magnētu, kas pastāvīgi pielīp ledusskapim.