Jak zrobić super mocne magnesy trwałe

Wszystkie możliwe sposoby na zrobienie magnesu trwałego są wymienione w notatniku Josepha Henry'ego, który jest przechowywany na Uniwersytecie Princeton. Henry, osiemnastowieczny amerykański fizyk, znany jest – wraz z Michaelem Faradayem – jako ojciec technologii elektrycznej, nic więc dziwnego, że jedna z opisanych przez niego metod wykorzystuje Elektryczność. Okazuje się, że jeśli masz odpowiedni rodzaj metalowego pręta i wystarczającą moc elektryczną, indukcja elektromagnetyczna może zamienić pręt w silny magnes trwały. Jak silny? Zdecydowanie mocniejszy niż magnes na lodówkę.

Magnetyzm i elektryczność są nie tylko ze sobą powiązane, to dwie strony tej samej monety, i to było zjawisko indukcyjności elektromagnetycznej, odkryte niezależnie przez Henry'ego i Faradaya, które do tego doprowadziło realizacja. Elektrony mają spin, który nadaje każdemu atomowi niewielkie pole magnetyczne. Możliwe jest wywołanie wirowania elektronów wewnątrz niektórych metali w tym samym kierunku, co daje metalowi właściwości magnetyczne. Lista metali, które to robią, nie jest długa, ale żelazo jest jednym z nich, a ponieważ stal jest wykonana z żelaza, może być również namagnesowana.

Wśród metod wymienianych przez Henry'ego na przekształcenie zwykłego żelaznego lub stalowego pręta w magnes są:

• Potrzyj pręt kawałkiem metalu, który jest już namagnesowany.
  
• Potrzyj pręt dwoma magnesami, ciągnąc północny biegun jednego magnesu od środka pręta do jednego końca, podczas gdy ty ciągniesz południowy biegun drugiego magnesu w przeciwnym kierunku.
  
• Zawieś drążek pionowo i uderz go kilkakrotnie młotkiem. Efekt magnesowania jest silniejszy, jeśli podgrzejesz pręt.
  
• Wywołać pole magnetyczne prądem elektrycznym.

Końcowym rezultatem każdej metody jest indukowanie elektronów w pręcie do wirowania w tym samym kierunku. Ponieważ elektryczność składa się z elektronów, dobrze założyć, że ostatnia metoda jest najbardziej wydajna.

Potrzebujesz pręta wykonanego ze stali, żelaza lub innego materiału, który można namagnesować. (Wskazówka: nie ma wielu innych możliwości.) Stalowy gwóźdź 10d lub większy jest idealny. Jeśli nie masz pewności, że to stal, użyj małego magnesu, aby go przetestować. Potrzebujesz również stopy lub dwóch izolowanego drutu miedzianego i źródła zasilania, takiego jak bateria typu D-cell lub transformator niskonapięciowy, który można podłączyć do gniazdka. Jeśli zdecydujesz się na transformator, upewnij się, że ma zaciski, do których można podłączyć przewody.

Aby namagnesować gwóźdź, owiń go drutem, tworząc jak najwięcej zwojów. Dobrze jest założyć drut na wierzch cewek, które już nawiłeś. Siła pola indukcyjnego – i Twojego magnesu – wzrasta wraz ze wzrostem liczby cewek, więc bądź hojny. Pozostaw wolne końce przewodów i zdejmij cal izolacji, aby móc podłączyć je do źródła zasilania.

Podłącz przewody do źródła zasilania i włącz zasilanie. Pozostaw zasilanie na około minutę, a następnie wyłącz je. Przetestuj gwóźdź, trzymając go nad kilkoma opiłkami żelaza. Powinien być teraz namagnesowany i przyciągać opiłki, nawet gdy zasilanie jest wyłączone.

Możesz zwiększyć siłę magnesu, zwiększając liczbę cewek. Na przykład, jeśli podwoisz liczbę cewek, podwoisz siłę pola indukcyjnego. Jednak zwiększając długość przewodu, aby to zrobić, zwiększasz opór elektryczny, co zmniejsza ilość prądu przepływającego przez przewód. Ponieważ prąd, który jest ruchem elektronów, tworzy pole, moc indukcyjna spada. Zrównoważ tę stratę prądu, zwiększając napięcie, zmieniając ustawienie transformatora lub używając większej baterii.

• Upewnij się, że napięcie jest w bezpiecznych granicach. Nie chcesz porazić się prądem ani stworzyć magnesu, który przyklei się na stałe do lodówki.