Alla möjliga sätt att skapa en permanent magnet finns listade i Joseph Henrys studentanmälan, som hålls på Princeton University. Henry, 18th century american physicist, är känd - tillsammans med Michael Faraday - som fader till elteknik, så det är ingen överraskning att en av metoderna han beskriver använder el. Det visar sig att om du har rätt typ av metallstav och tillräckligt med elektrisk kraft kan elektromagnetisk induktion vrida staven i en stark permanentmagnet. Hur stark? Definitivt starkare än en kylmagnet.
Vad är magnetism?
Magnetism och elektricitet är inte bara relaterade, de är två sidor av samma mynt, och det var fenomenet elektromagnetisk induktans, upptäckte oberoende av Henry och Faraday, som ledde till denna förverkligande. Elektroner har spin, vilket ger varje atom ett litet magnetfält. Det är möjligt att inducera elektronerna i vissa metaller att rotera i samma riktning, vilket ger metallmagnetiska egenskaper. Listan över metaller som gör det här är inte lång, men järn är en av dem och eftersom stål är gjord av järn, kan det också magnetiseras.
Sätt att göra en magnet
Bland de metoder som Henry nämner för att göra en vanlig järn- eller stålstav i en magnet är:
Slutresultatet av varje metod är att inducera elektronerna i staven att rotera i samma riktning. Eftersom el är gjord av elektroner är det ett bra antag att den sista metoden är den mest effektiva.
Gör din egen magnet
Du behöver en stång av stål, järn eller annat material som kan magnetiseras. (Tips: Det finns inte många andra val.) En 10 d eller större stålspik är perfekt. Om du inte är säker på att det är stål, använd en liten magnet för att testa den. Du behöver också en fot eller två isolerad koppartråd och en strömkälla, till exempel ett D-cells batteri eller en lågspännings transformator som du kan ansluta till ett uttag. Om du väljer en transformator, se till att den har terminaler som du kan ansluta ledningar till.
För att magnetisera nageln, linda tråden runt den och bilda så många spolar som möjligt. Det är bra att överlappa tråden ovanpå spolar du redan har såret. Styrkan hos det induktiva fältet - och din magnet - ökar när du ökar antalet spolar, så var generös. Lämna ledningarnas ändar och ta bort en tum isolering så att du kan ansluta dem till strömkällan.
Dra ihop ledningarna till strömkällan och sätt på strömmen. Låt strömmen vara på i en minut eller så och stäng sedan av den. Testa nageln genom att hålla den över några strykjärn. Det bör nu magnetiseras och locka in filerna, även när strömmen är av.
Öka styrkan
Du kan öka magnetens styrka genom att öka antalet spolar. Om du till exempel dubblar antalet spolar dubblar du styrkan i det induktiva fältet. Men när du ökar ledningslängden för att göra detta ökar du det elektriska motståndet, vilket sänker strömmen som strömmar genom ledningen. Eftersom strömmen, som är rörelsen för elektroner, skapar fältet, går den induktiva kraften ner. Offset denna nuvarande förlust genom att öka spänningen, antingen genom att ändra inställningen på transformatorn eller genom att använda ett större batteri.
Varning
Var noga med att hålla spänningen inom säkra gränser. Du vill inte elektrodera dig själv, inte heller vill du skapa en magnet som stannar permanent i kylskåpet.
