วิธีที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการสร้างแม่เหล็กถาวรมีระบุไว้ในสมุดบันทึกสำหรับนักเรียนของโจเซฟ เฮนรี ซึ่งเก็บไว้ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน Henry นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันในศตวรรษที่ 18 เป็นที่รู้จัก – ร่วมกับ Michael Faraday – ในชื่อ บิดาแห่งเทคโนโลยีไฟฟ้าจึงไม่แปลกใจเลยที่วิธีใดวิธีหนึ่งที่เขาอธิบายใช้ ไฟฟ้า. ปรากฎว่าถ้าคุณมีแท่งโลหะที่ถูกต้องและมีกำลังไฟฟ้าเพียงพอ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแท่งให้เป็นแม่เหล็กถาวรที่แข็งแรงได้ แรงแค่ไหน? แรงกว่าแม่เหล็กติดตู้เย็นแน่นอน
แม่เหล็กคืออะไร?
แม่เหล็กและไฟฟ้าไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกันเท่านั้น แต่ยังเป็นสองด้านของเหรียญเดียวกัน และมันคือ was ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่ค้นพบโดยอิสระโดย Henry และ Faraday ซึ่งนำไปสู่สิ่งนี้ สำนึก อิเล็กตรอนมีการหมุนซึ่งทำให้อะตอมแต่ละอะตอมมีสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก เป็นไปได้ที่จะเหนี่ยวนำให้อิเล็กตรอนภายในโลหะบางชนิดหมุนไปในทิศทางเดียวกัน และทำให้คุณสมบัติของแม่เหล็กเป็นโลหะ รายชื่อโลหะที่ทำสิ่งนี้ไม่นานนัก แต่เหล็กเป็นหนึ่งในนั้น และเนื่องจากเหล็กทำมาจากเหล็ก มันจึงสามารถถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็กได้
วิธีสร้างแม่เหล็ก
วิธีการต่างๆ ที่ Henry กล่าวถึงในการเปลี่ยนเหล็กธรรมดาหรือแท่งเหล็กให้กลายเป็นแม่เหล็ก ได้แก่:
- ถูแกนด้วยชิ้นส่วนของโลหะที่เป็นแม่เหล็กอยู่แล้ว
- ถูแท่งแม่เหล็กด้วยแม่เหล็กสองอัน โดยดึงขั้วเหนือของแม่เหล็กอันหนึ่งจากจุดศูนย์กลางของแท่งแม่เหล็กไปที่ปลายด้านหนึ่ง ขณะที่คุณวาดขั้วใต้ของแม่เหล็กอีกอันหนึ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม
- แขวนแถบในแนวตั้งแล้วตีด้วยค้อนซ้ำ ๆ เอฟเฟกต์แม่เหล็กจะแรงขึ้นหากคุณทำให้แท่งร้อน
- เหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กด้วยกระแสไฟฟ้า
ผลลัพธ์สุดท้ายของแต่ละวิธีคือการเหนี่ยวนำให้อิเล็กตรอนในแกนหมุนไปในทิศทางเดียวกัน เนื่องจากไฟฟ้าประกอบด้วยอิเล็กตรอน จึงเป็นข้อสันนิษฐานที่ดีว่าวิธีสุดท้ายมีประสิทธิภาพมากที่สุด
ทำแม่เหล็กของคุณเอง
คุณต้องใช้แท่งเหล็ก เหล็กหรือวัสดุอื่นๆ ที่สามารถแม่เหล็กได้ (คำแนะนำ: ไม่มีทางเลือกอื่นมากนัก) ตะปูเหล็ก 10d หรือใหญ่กว่านั้นสมบูรณ์แบบ หากคุณไม่แน่ใจว่าเป็นเหล็ก ให้ใช้แม่เหล็กขนาดเล็กเพื่อทดสอบ คุณต้องใช้ลวดทองแดงหุ้มฉนวนหนึ่งหรือสองอันและแหล่งพลังงาน เช่น แบตเตอรี่ D-cell หรือหม้อแปลงไฟฟ้าแรงดันต่ำที่คุณสามารถเสียบเข้ากับเต้ารับได้ หากคุณเลือกใช้หม้อแปลงไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีขั้วต่อที่คุณสามารถต่อสายไฟได้
ในการทำให้เล็บเป็นแม่เหล็ก ให้พันลวดรอบๆ ให้เป็นเกลียวให้ได้มากที่สุด เป็นการดีที่จะวางลวดทับบนขดลวดที่คุณพันไว้แล้ว ความแรงของสนามอุปนัยและแม่เหล็กของคุณจะเพิ่มขึ้นเมื่อคุณเพิ่มจำนวนขดลวด ดังนั้นจงใจกว้าง ปล่อยให้ปลายสายไฟว่าง และดึงฉนวนออกหนึ่งนิ้วเพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานได้
ต่อสายไฟเข้ากับแหล่งพลังงานและเปิดเครื่อง เปิดเครื่องทิ้งไว้ประมาณหนึ่งนาทีแล้วปิดเครื่อง ทดสอบเล็บโดยจับทับตะไบเหล็ก ตอนนี้ควรจะเป็นแม่เหล็กและดึงดูดตะไบแม้ในขณะที่ปิดเครื่อง
เพิ่มความแข็งแกร่ง
คุณสามารถเพิ่มความแข็งแรงของแม่เหล็กโดยการเพิ่มจำนวนขดลวด ตัวอย่างเช่น หากคุณเพิ่มจำนวนขดลวดเป็นสองเท่า แสดงว่าคุณเพิ่มกำลังของสนามอุปนัยเป็นสองเท่า อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณเพิ่มความยาวของเส้นลวดเพื่อทำสิ่งนี้ คุณจะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยลดปริมาณกระแสที่ไหลผ่านเส้นลวด เนื่องจากกระแสซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสร้างสนามพลังงานอุปนัยจะลดลง ชดเชยการสูญเสียกระแสไฟนี้โดยการเพิ่มแรงดันไฟ ไม่ว่าจะโดยการเปลี่ยนการตั้งค่าบนหม้อแปลงไฟฟ้าหรือโดยการใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้น
คำเตือน
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รักษาแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัย คุณคงไม่อยากไฟฟ้าช็อตตัวเอง หรือไม่อยากสร้างแม่เหล็กที่เกาะตู้เย็นอย่างถาวร