Соленоид описывается как катушка из проволоки, которая генерирует магнитное поле, когда через нее проходит электрический ток. Сила генерируемого магнитного поля пропорциональна количеству витков в катушке и количеству электрического тока, протекающего по проводу. Если сердечник из ферромагнитного материала, такого как мягкое железо, вставлен в катушку, сила магнитного поля увеличивается во много раз по сравнению с силой одной катушки. Соленоид легко сконструировать, используя магнитный провод для катушки и железный гвоздь для сердечника.
Оберните магнитный провод вокруг 2-дюймовой пластиковой трубки, вырезанной из соломинки или корпуса ручки. Оставив 1 фут проволоки свободным, намотайте проволоку вокруг трубки, начиная с одного конца и продвигаясь к другому. Катушки должны быть аккуратно намотаны и плотно упакованы. Как только вы дойдете до другого конца трубки, начните новый слой и повторяйте, пока вся проволока не будет намотана. Оставьте 1 фут провода на другом конце катушки, чтобы вы могли подключить провод к батарее.
Оберните слой малярной ленты вокруг катушки, которая поможет скрепить катушку и не даст ей раскручиваться.
Подключите свободный провод от одного конца катушки к отрицательной клемме на батарее, а свободный провод на другом конце катушки к положительной клемме на батарее. Когда цепь замыкается, вокруг катушки создается магнитное поле с максимальной напряженностью через центр катушки. Вы можете проверить это, поместив компас рядом с катушкой и наблюдая, как стрелка качается, когда на нее влияет магнитное поле катушки.
Отсоедините провод от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи. Слегка поместите железный гвоздь острием внутрь катушки. Снова прикрепите провод к положительной клемме аккумулятора, и вы увидите, что железный гвоздь втягивается дальше в катушку из-за магнитного поля катушки. Это принцип, используемый электромагнитными переключателями и клапанами.
Отсоедините провод от плюсовой клеммы. Полностью поместите гвоздь внутрь катушки, а затем снова подключите провод к положительной клемме, чтобы замкнуть цепь. Когда гвоздь полностью находится внутри сердечника, эффект усиления магнитного поля максимален, и катушка может использоваться в качестве электромагнита. Попробуйте использовать катушку, чтобы подбирать небольшие металлические предметы, например скрепки. Вы увидите, что их притягивает катушка.
Рекомендации
- Мини-наука: соленоид
- Электротехническое оборудование в школах: соленоиды входных и выходных устройств
Советы
- Используйте магнитный провод 36 SWG или аналогичный калибр. Более толстые провода имеют меньшее сопротивление, что позволяет протекать большему току. Хотя это увеличивает силу электромагнита, оно также значительно быстрее разряжает батарею, поэтому для этого эксперимента лучше всего подходит тонкий провод.
- Чтобы увеличить мощность соленоида, используйте более длинный железный гвоздь и добавьте больше обмоток на катушку.
Предупреждения
- Не оставляйте катушку подключенной к батарее более чем на 10-15 секунд за раз. Если дольше, батарея быстро разрядится, а катушка и батарея могут сильно нагреться.
об авторе
Гарет Даунс-Пауэлл пишет с 2000 года. Он сотрудничал с рядом британских журналов, в том числе "Web Designer", и является соавтором четырех книг по информационным технологиям, опубликованных Apress и Wrox. Он также работал техническим редактором над рядом изданий для издателей Великобритании и США. Даунс-Пауэлл учился в техническом колледже Танет, получив A-Levels по информатике, математике и физике.
Фото Кредиты
катушки с изображением проволоки Виктора М. из Fotolia.com
