En solenoid beskrivs som en trådspole som genererar ett magnetfält när en elektrisk ström passerar genom den. Styrkan hos det genererade magnetfältet är proportionellt mot antalet varv i spolen och mängden elektrisk ström som strömmar genom ledningen. Om en kärna av ferromagnetiskt material, såsom mjukt järn, sätts in i spolen, förstärks magnetfältets styrka till många gånger styrkan hos spolen ensam. En solenoid är enkel att konstruera med magnettråd för spolen och en järnspik för kärnan.
Vrid magnetråden runt 2 tum plaströr, skuren från ett sugrör eller ett pennhölje. Lämna en fot ledning fri, lind kabeln runt röret, börja i ena änden och arbeta dig över till den andra. Spolarna ska vara snyggt lindade och tätt packade ihop. När du har nått den andra änden av röret, starta ett nytt lager och upprepa tills hela tråden är lindad. Lämna 1 fot tråd i den andra änden av spolen så att du kan ansluta kabeln till batteriet.
Vik ett lager maskeringstejp runt spolen, vilket hjälper till att hålla ihop spolen och förhindra att den rullas upp.
Anslut den fria ledningen från ena änden av spolen till minuspolen på batteriet och den fria ledningen i den andra änden av spolen till den positiva polen på batteriet. När kretsen är klar skapas ett magnetfält runt spolen med den högsta intensiteten genom spolens centrum. Du kan verifiera detta genom att placera en kompass nära spolen och se nålen svänga eftersom den påverkas av spolens magnetfält.
Koppla bort ledningen från batteriets pluspol. Placera järnspiken med spetsen något inuti spolen. Fäst ledningen till batteriets pluspol igen, så ser du att järnspiken dras längre in i spolen på grund av spolens magnetfält. Detta är principen som används av magnetomkopplare och ventiler.
Koppla bort ledningen från den positiva terminalen. Placera spiken helt inuti spolen och anslut sedan ledningen till den positiva terminalen igen för att slutföra kretsen. Med spiken helt inuti kärnan maximeras magnetfältets förstärkande effekt och spolen kan användas som en elektromagnet. Försök använda spolen för att plocka upp små metallföremål, till exempel gem. Du kommer att se att de lockas till spolen.
Referenser
- Mini Science: Solenoid
- ECT i skolor: In-Out Devices Solenoids
Tips
- Använd 36 SWG magnetråd eller liknande mätare. Tjockare ledningar har mindre motstånd, vilket gör att mer ström kan strömma. Även om detta ökar styrkan hos elektromagneten kommer det också att tömma batteriet mycket snabbare, så en tunn tråd är bäst för detta experiment.
- För att öka solenoidens effekt, använd en längre järnspik och lägg till fler lindningar i spolen.
Varningar
- Lämna inte spolen ansluten till batteriet i mer än 10 till 15 sekunder åt gången. Längre och batteriet tappar snabbt och spolen och batteriet kan bli mycket heta.
Om författaren
Gareth Downes-Powell har skrivit sedan 2000. Han har bidragit till ett antal brittiska tidskrifter, inklusive "Web Designer", och har varit med och skrivit fyra IT-relaterade böcker publicerade av Apress och Wrox. Han har också arbetat som teknisk redaktör för ett antal titlar för brittiska och amerikanska förlag. Downes-Powell deltog i Thanet Technical College och uppnådde A-nivåer inom datavetenskap, matematik och fysik.
Fotokrediter
spolar med trådbild av Victor M. från Fotolia.com