Sådan oprettes et elektromagnetisk felt

Opdagelsen om, at elektricitet og magnetisme er men forskellige manifestationer af det samme fænomen, var den kroniske præstation af klassisk fysik fra det 19. århundrede. Forskere ved nu, at feltet omkring en permanent magnet er det samme som det felt, der omgiver en ledning, gennem hvilken en elektrisk strøm strømmer; begge er eksempler på elektromagnetiske felter. Du kan demonstrere dette for dig selv ved at konstruere en simpel elektromagnet og observere dens virkning på små metalgenstande, såsom klibber eller strygejern. Du kan sammenligne for dig selv et elektrisk induceret felt med en magnet. Bare sørg for, at din elektromagnet ikke løber for længe uden en modstand - en enhed, der reducerer strømmen, som du forbinder i dit kredsløb - eller det kan være for varmt at håndtere.

Pak en tynd, isoleret kobbertråd omkring en 6-tommer eller større jernbolt eller negle, hvilket gør så mange drejninger som du kan passe. Tråden må ikke være for tynd, eller den kan overophedes, når du passerer en strøm gennem den, men den må heller ikke være for tyk, eller du kan ikke gøre mange sving i spolen. Twenty-two-wire wire fungerer bedst.

Stram trådens ender med en kniv og tape den ene ende til enten en terminal på et D-celle batteri ved hjælp af elektrisk tape. Sørg for, at der er en god forbindelse. Stryk nogle strygejern på et bord og læg neglen ovenpå dem, og rør derefter den anden ende af ledningen til den anden batteriterminal. Se hvad der sker med arkiveringen, og afbryd forbindelsen for at forhindre, at ledningen overophedes.

Placer en permanent bar magnet lige langt nok fra neglen for at forhindre tiltrækning eller afstødning, og rør derefter ledningen til batteriterminalen. Se hvad der sker med magneten.

Tilslut den ledige ledning til en lille modstand i nærheden af ​​30 ohm og tilslut modstanden til batteriklemmen med en anden ledningslængde af samme måler. Modstanden reducerer strømmen af ​​strømmen i ledningen og eliminerer muligheden for overophedning, så du kan nu lade ledningen tilsluttes.

Vær opmærksom på mønsteret, der er foretaget af strygejernet, når du placerer elektromagneten på dem og fjern derefter elektromagneten, erstatte den med barmagneten og sammenligne mønstrene. De skal se stort set ens ud, selvom man kan spredes mere eller mindre end den anden, afhængigt af magneternes relative styrker. Dette bekræfter, at felterne produceret af magneten og elektromagneten er identiske - de er begge elektromagnetiske felter.

Hold barmagneten tæt nok til elektromagneten for at føle en attraktion. Drej magneten rundt, så polerne vender i modsatte retninger og følg afstødningen. Dette bekræfter, at begge felter har en nord- og sydpol.

Tip

For at fortsætte dit forsøg skal du prøve at udskifte modstanden med en 100 ohm. Du bør mærke en mærkbar svækkelse i samspillet mellem stangmagneten og elektromagneten. Du kan også reducere antallet af spoler - du bør se en lignende svækkelse af feltet. Endelig udskift neglen med et paprør. Det svækker også marken, fordi de løst bundne elektroner i neglen bidrager til marken.

Advarsel

Sørg for at afbryde ledningerne fra terminalerne, når du er færdig med dine eksperimenter. < Selv ved lave spændinger som dette, er det god praksis at ikke røre batteriterminalerne eller bare ledningsenden, mens kredsløbet er tilsluttet.

Hvis du lugter røg, skal du afbryde batteriet og vente i flere minutter for ledningerne afkøles, inden du fortsætter.