Met alleen basismaterialen zoals een permanente magneet, elektrische draden en een batterij, kan een leraar verschillende manieren demonstreren om een ijzeren spijker te magnetiseren. Hij kan een spijker in een elektromagneet veranderen of permanent magnetiseren door erover te wrijven met een andere magneet. Eenvoudige experimenten zoals deze kunnen basisprincipes van magnetisme in de wetenschapsles aanleren en discussies genereren over natuurlijke fenomenen zoals het magnetisch veld van de aarde.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Je kunt een spijker magnetiseren door er een magneet op aan te raken, door langdurig contact met een magneet of door er een elektromagneet van te bouwen.
Langdurig contact met een magneet
De snelste manier om een nagel te magnetiseren is door langdurig contact te maken met een permanente magneet van voldoende sterkte. U kunt permanente magneten kopen in bouwmarkten en hobbywinkels en zelfs op autokerkhoven. Vaak gemaakt van hard staal, behouden permanente magneten hun magnetisme nadat ze zijn gemagnetiseerd. Als deze in contact wordt gehouden met het ene uiteinde van een nagel, zal de nagel magnetisme beginnen te vertonen en kleine ijzeren voorwerpen zoals paperclips en ijzervijlsel kunnen oppakken. Hoewel het zijn magnetisme verliest zodra het contact met de magneet verbreekt, zal een zeer lange blootstelling, zoals maanden contact, de nagel permanent magnetiseren.
Wrijven met een magneet
Door met de permanente magneet over de nagel te wrijven, ontstaat er een sterker, langduriger magnetisme in de nagel. Om dit te laten werken, hoeft slechts één pool van de magneet de spijker in één richting van het ene uiteinde naar het andere te strijken. De magneet moet na elke slag volledig van de nagel worden getild voordat met de volgende wordt begonnen. Het magnetisme van de nagel neemt met elke slag toe. Het duurt meestal ongeveer 20 tot 30 slagen voordat de nagel voldoende gemagnetiseerd is. Strijken met één pool van een permanente magneet werkt omdat het de atomen in de nagel uitlijnt om in dezelfde polaire richting te "lijnen", waardoor de nagel een magnetische noord- en zuidpool krijgt.
Batterijen en draad
De derde methode voor het magnetiseren van een spijker maakt gebruik van elektromagnetisme en vereist een stuk geïsoleerd koperdraad, een aantal tangen en een batterij of een reeks batterijen die aan elkaar zijn geplakt. Leg ongeveer 2,5 cm koperdraad aan beide uiteinden van de draad bloot en wikkel het middelste gedeelte van de draad strak om de nagel. Meer wikkels draad geven je een sterkere magneet. Bevestig elk blootliggend uiteinde van de koperdraad aan tegenoverliggende batterijpolen om de elektromagneet te voltooien. Stroom die door de draad in een lus rond de nagel vloeit, creëert een magnetisch veld. De elektromagneet wordt sterker met elke extra spoel die rond de nagel draait. Het verhogen van de accuspanning heeft hetzelfde effect. Merk op dat de stroom de magneet na een paar minuten warm of heet kan maken; zorg ervoor dat de magneet niet zo heet wordt dat hij verbrandt.
Demagnetiseren van metaal
Om de klas te laten begrijpen dat het gecreëerde magnetisme slechts tijdelijk was, kan de leraar manieren demonstreren om de nagel te demagnetiseren. Om een nagel te demagnetiseren die is gemagnetiseerd door langdurig contact of wrijven, schudt u de nagel op een hard oppervlak of laat u deze op de grond vallen, waardoor de uitgelijnde atomen met een scherpe impact worden opgeschud. Voor de elektromagneet, doodt eenvoudigweg het losmaken van het ene uiteinde van de koperdraad van de terminal het magnetische veld.