Tre sätt att magnetisera en spik

Med endast grundläggande material som en permanentmagnet, elektriska ledningar och ett batteri kan en lärare visa olika sätt att magnetisera en järnspik. Han kan förvandla en spik till en elektromagnet eller permanent magnetisera den genom att gnugga den med en annan magnet. Enkla experiment som dessa kan lära ut grundläggande principer för magnetism i naturvetenskapskurs och generera diskussioner om naturfenomen som jordens magnetfält.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Du kan magnetisera en spik genom att vidröra en magnet på den, genom långvarig kontakt med en magnet eller genom att bygga en elektromagnet från den.

Det snabbaste sättet att magnetisera en spik innebär att skapa långvarig kontakt med en permanent magnet med tillräcklig styrka. Du kan köpa permanentmagneter i hårdvaru- och hobbybutiker och till och med i skräp. Ofta gjorda av hårt stål, behåller permanentmagneter sin magnetism när de har magnetiserats. Om den hålls i kontakt med den ena änden av en spik, börjar spiken att uppvisa magnetism och kommer att kunna plocka upp små järnföremål som gem och järnspärr. Även om den kommer att förlora sin magnetism när den bryter kontakten med magneten, kommer mycket lång exponering, såsom månader av kontakt, att permanent magnetisera nageln.

Att gnugga nageln med den permanenta magneten orsakar en starkare, mer varaktig magnetism i nageln. För att detta ska fungera måste endast en pol på magneten stryka spiken från ena änden till den andra i en enda riktning. Magneten måste lyftas helt av spiken efter varje slag innan nästa påbörjas. Spikens magnetism ökar med varje slag. Det tar vanligtvis cirka 20 till 30 slag innan spiken blir tillräckligt magnetiserad. Att stryka med en pol av en permanentmagnet fungerar eftersom det riktar in atomerna i spiken så att de "raderar" sig i samma polära riktning, vilket ger spiken en nordlig och en sydmagnetisk pol.

Den tredje metoden att magnetisera en spik använder elektromagnetism och kräver en längd isolerad koppartråd, en tång och ett batteri eller en serie batterier tejpade ihop. Exponera ungefär en tum koppartråd från vardera änden av tråden och linda den mittersta delen av tråden tätt runt spiken. Fler trådomslag ger dig en starkare magnet. Fäst varje exponerad ände av koppartråden på motsatta batteripol för att slutföra elektromagneten. Ström som strömmar genom tråden i en slinga runt spiken skapar ett magnetfält. Elektromagneten blir starkare med varje ytterligare spole som vrids runt nageln. Att öka batterispänningen har samma effekt. Observera att strömmen kan göra magneten varm eller varm efter några minuter; var försiktig så att magneten inte blir så het att den brinner.

För att få klassen att förstå att den skapade magnetismen endast var tillfällig kan läraren sedan demonstrera sätt att avmagnetisera spiken. För att avmagnetisera en spik magnetiserad genom långvarig kontakt eller gnugga, slå nageln på en hård yta eller släppa den på golvet skakar upp de inriktade atomerna med skarp slag. För elektromagneten dödar magnetfältet helt enkelt genom att lossa ena änden av koppartråden från terminalen.