Av Chris Deziel, Uppdaterad 24 mars 2022
Upptäck hur elektricitet och magnetism flätas samman genom att konstruera en grundläggande elektromagnet. Detta praktiska experiment låter dig jämföra det magnetiska fältet som produceras av en strömförande spole med det från en permanentmagnet, vilket understryker enheten hos elektromagnetiska fenomen. Guiden betonar säkerheten:använd ett motstånd för att begränsa strömmen och förhindra överhettning, och koppla alltid bort kretsen när du är klar.
Linda en längd isolerad 22-gauge koppartråd tätt runt en 6-tums järnbult eller spik. Sikta på så många varv som kärnan tillåter – för tunn tråd riskerar att överhettas, för tjock begränsar antalet varv.
Skala av trådändarna med en kniv och fäst ena änden till pluspolen på ett D-cellsbatteri med hjälp av elektrisk tejp. Lägg en bit järnspån på ett bord, lägg bulten över dem och rör den andra trådänden mot batteriets minuspol. Observera att filningarna bildar ett mönster och ta sedan bort anslutningen för att undvika överhettning.
Håll en stångmagnet ett kort avstånd från bulten så att det inte finns någon attraktion eller repulsion, rör sedan kabeln mot batteripolen igen. Lägg märke till hur magneten reagerar.
Fäst ett 30 ohm motstånd i serie med spolen:anslut den fria trådänden till motståndet och den andra sidan av motståndet till batteriet. Detta begränsar strömmen, förhindrar värmeuppbyggnad och gör att elektromagneten kan fortsätta att drivas på ett säkert sätt.
Placera den elektriska elektromagneten över filningarna, registrera det resulterande mönstret, ersätt det sedan med stavmagneten och jämför. Mönstren bör vara nästan identiska, vilket bekräftar att båda är elektromagnetiska fält. Små skillnader återspeglar de relativa styrkorna hos varje källa.
Placera stavmagneten nära elektromagneten för att känna attraktion. Vrid magneten 180° så att dess poler motsätter sig och känner avstötning. Detta visar att båda fälten har distinkta nord- och sydpoler.
Byt ut 30-ohm-motståndet mot ett 100-ohm-motstånd för att märkbart försvaga interaktionen mellan magneten och elektromagneten. Att minska spolvarv eller använda ett kartongrör som kärna minskar också fältstyrkan.
Koppla alltid bort kablarna från batteriet när dina experiment är klara. Även vid låg spänning, undvik att vidröra exponerade terminaler eller kala ledningsändar medan kretsen är strömförande. Om du upptäcker rök, koppla ur batteriet och låt kablarna svalna innan du fortsätter.
