O macara electromagnetică este o macara care folosește legătura dintre electricitate și magnetism pentru a produce forța necesară pentru ridicarea obiectelor grele. Legătura dintre electricitate și magnetism este un subiect excelent pentru proiectele științifice și chiar dacă este o macara electrică completă proiectul este puțin prea practic pentru dvs., puteți testa principiile care stau la baza acestuia cu un electromagnet mai simplu experiment. Indiferent de abordarea pe care doriți să o luați pentru proiect, va fi o demonstrație clară că sarcinile în mișcare generează câmpuri magnetice, unul dintre principiile cheie ale electromagnetismului.
Principiile electromagnetismului: efectul motor
Principiul care permite funcționarea unei macarale electromagnetice este că o sarcină electrică în mișcare generează un câmp magnetic. Puteți demonstra acest lucru cu ușurință cu un magnet și un circuit electric simplu în acest experiment din Exploratorium. Obțineți între doi și patru magneți mici pe disc (deși vor funcționa și alți magneți), 60 până la 1 metru de sârmă și una sau două baterii de 1,5 V. Scopul este de a conecta circuitul cu firul care atârnă de partea laterală a unei mese sau a unei alte suprafețe ridicate. Atașați bateria (sau două baterii conectate în serie) la masă cu bandă de mascare, lângă margine și lipiți cele două capete ale firului de masa lângă baterie (astfel încât capetele să poată ajunge la bateria liberă terminale). Restul firului trebuie să atârne în jos peste marginea mesei.
Conectați cele două capete ale firului la bornele bateriei. Un curent va începe să curgă în fir. Acum conectați magneții împreună ca un cilindru și apropiați-i de fir. Sârma se va mișca pe măsură ce apropiați magnetul de acesta. Acest lucru se datorează faptului că curentul care curge prin fir generează un câmp magnetic, care interacționează cu magnetul.
Experiment de bază cu electromagnet: rezistența electromagnetilor
Dacă doriți mai mult un experiment, dar nu doriți să realizați o macara electromagnetică completă, este simplu demonstrația, cu acest experiment de la Study.com, poate dezvălui ce factori afectează puterea unui electromagnet. Obțineți două (sau mai multe) baterii, unele fire electrice, un cui (lungimea de cel puțin 3 inci este ideal) și mai multe agrafe. Puteți face un electromagnet de bază înfășurând firul în jurul cuiului ca o bobină și apoi atașând ambele capete ale firului la bornele bateriei. Cu toate acestea, un om de știință nu ar fi mulțumit de o demonstrație atât de simplă. Cât de puternic este magnetul? Și ce ar afecta cât de puternic este magnetul?
Creați un electromagnet de bază cu un număr stabilit de înfășurări de sârmă în jurul unghiei, să zicem 15. Folosiți o baterie pentru acest prim test. Acum conectați firul pentru a face electromagnetul să funcționeze și vedeți câte agrafe poate ridica. Notați numărul maxim de agrafe, numărul de împachetări utilizate și numărul de baterii utilizate. Acum încercați din nou testul, dar creșteți numărul de împachetări, de exemplu la 30. Câte clipuri de hârtie poate ridica acum setarea? Notați rezultatul în jos. Acum încercați să adăugați o altă baterie în serie cu prima, pentru a crește tensiunea care alimentează circuitul. Poate ridica mai multe agrafe decât ar putea cu o singură baterie, pentru un anumit număr de împachetări?
Realizarea unei macarale electromagnetice
Un proiect de macara electrică este o continuare firească a proiectelor acoperite până acum. Principiul de bază conform căruia o sarcină în mișcare generează un câmp magnetic explică de ce se întâmplă și puteți folosi acest lucru pentru a face un electromagnet înfășurând un fir care transportă curent în jurul unui miez metalic. În plus, ați constatat că o tensiune mai mare sau mai multe înfășurări de sârmă crește rezistența magnetului.
Utilizați aceste rezultate pentru a vă crea propria macara electromagnetică. Construcția reală a macaralei dvs. poate varia, dar elementele cheie sunt un sistem de scripete cu electromagnetul atașat la capăt și o bază stabilă pentru macaraua dvs. (consultați Resurse pentru un exemplu). Puteți replica experimentul din secțiunea anterioară cu macaraua dvs. sau, alternativ, puteți folosi ceea ce ați învățat pentru a face o macara mai puternică.