Toate modalitățile posibile de a face un magnet permanent sunt enumerate în caietul studențesc al lui Joseph Henry, care se păstrează la Universitatea Princeton. Henry, fizicianul american din secolul al XVIII-lea, este cunoscut - împreună cu Michael Faraday - ca fiind tată al tehnologiei electrice, deci nu este de mirare că se folosește una dintre metodele pe care le descrie electricitate. Se pare că, dacă aveți tipul corect de tijă metalică și suficientă putere electrică, inducția electromagnetică poate transforma tija într-un magnet permanent puternic. Cât de puternic? Cu siguranță mai puternic decât un magnet pentru frigider.
Ce este magnetismul?
Magnetismul și electricitatea nu sunt doar legate, ci sunt două fețe ale aceleiași monede și a fost fenomen de inductanță electromagnetică, descoperit independent de Henry și Faraday, care a dus la aceasta realizare. Electronii au rotire, ceea ce dă fiecărui atom un câmp magnetic mic. Este posibil să inducem electronii din interiorul anumitor metale să se învârtă în aceeași direcție, ceea ce conferă metalului proprietăți magnetice. Lista metalelor care fac acest lucru nu este lungă, dar fierul este unul dintre ele și, deoarece oțelul este fabricat din fier, poate fi, de asemenea, magnetizat.
Modalități de a face un magnet
Printre metodele menționate de Henry pentru transformarea unei tije obișnuite de fier sau oțel într-un magnet sunt:
- Frecați tija cu o bucată de metal care este deja magnetizată.
- Frecați tija cu doi magneți, trasând polul nord al unui magnet de la centrul tijei la un capăt în timp ce desenați polul sud al celuilalt magnet în direcția opusă.
- Agățați bara vertical și loviți-o repetat cu un ciocan. Efectul de magnetizare este mai puternic dacă încălziți tija.
- Induceți un câmp magnetic cu un curent electric.
Rezultatul final al fiecărei metode este de a induce electronii din tijă să se rotească în aceeași direcție. Deoarece electricitatea este formată din electroni, este o bună presupunere că ultima metodă este cea mai eficientă.
Realizarea propriului magnet
Aveți nevoie de o tijă din oțel, fier sau alt material care poate fi magnetizat. (Indicație: nu există multe alte opțiuni.) Un cui de oțel de 10d sau mai mare este perfect. Dacă nu sunteți sigur că este din oțel, folosiți un magnet mic pentru a-l testa. De asemenea, aveți nevoie de un picior sau două de sârmă de cupru izolată și o sursă de alimentare, cum ar fi o baterie cu celule D sau un transformator de joasă tensiune pe care îl puteți conecta la o priză. Dacă optați pentru un transformator, asigurați-vă că are terminale la care puteți conecta fire.
Pentru a magnetiza unghia, înfășurați firul în jurul său, formând cât mai multe bobine posibil. Este bine să suprapui firul deasupra bobinelor pe care le-ai înfășurat deja. Puterea câmpului inductiv - și a magnetului tău - crește pe măsură ce crești numărul de bobine, deci fii generos. Lăsați capetele firelor libere și scoateți un centimetru de izolație, astfel încât să le puteți conecta la sursa de alimentare.
Conectați firele la sursa de alimentare și porniți alimentarea. Lăsați alimentarea aprinsă pentru un minut și cam apoi opriți-o. Testați cuiul ținându-l peste niște pilituri de fier. Acum ar trebui să fie magnetizat și să atragă fișierele, chiar și atunci când curentul este oprit.
Creșterea puterii
Puteți crește puterea magnetului prin creșterea numărului de bobine. De exemplu, dacă dublați numărul de bobine, dublați puterea câmpului inductiv. Cu toate acestea, atunci când creșteți lungimea firului pentru a face acest lucru, creșteți rezistența electrică, care scade cantitatea de curent care curge prin fir. Deoarece curentul, care este mișcarea electronilor, creează câmpul, puterea inductivă coboară. Compensați această pierdere de curent prin creșterea tensiunii, fie prin schimbarea setării transformatorului, fie prin utilizarea unei baterii mai mari.
Avertizări
Asigurați-vă că păstrați tensiunea în limite de siguranță. Nu vrei să te electrocutezi și nici să creezi un magnet care să se lipească permanent de frigider.