Sådan bygger du en magnet:En praktisk gør-det-selv-guide til elektromagneter

Af Lipi Gupta
Opdateret 24. marts 2022

En solenoide er en stramt viklet trådspole, der genererer et magnetisk felt, når elektrisk strøm løber gennem den. Ved at arrangere vindingerne i en cylindrisk form, flugter feltlinjerne langs aksen og forvandler spolen til en kraftig, kontrollerbar elektromagnet.

Sådan vikler du en hjemmelavet magnetventil

Begynd med at vælge en ikke-ledende kerne – såsom en plastikdyvel eller en metalstang med en gummibelægning – for at holde vindingerne jævnt fordelt. Brug isoleret emaljeret kobbertråd, der matcher den tilsigtede strømbelastning; tyndere måler til kredsløb med lav effekt, tykkere til højere strømme. Vikl tråden stramt og ensartet rundt om kernen, efterlad lange frie ender til forbindelser. Målet er at skabe så mange drejninger som nødvendigt og samtidig bevare ensartet afstand for at undgå at kortslutte tilstødende vendinger.

Når du har nået det ønskede antal sløjfer, skal du forsigtigt fjerne kernen. Klip den overskydende ledning, og hold de to frie ender lange nok til at forbinde til en strømkilde eller en signalkilde, såsom et lydstik.

Det er afgørende at vælge den rigtige tykkelse:en ledning, der er for tynd, kan blive overophedet under høj strøm, mens en ledning, der er for tyk, spilder materiale og gør viklingen vanskelig. Tilpas ledningens modstand og varmetolerance til den påtænkte anvendelse.

Forstå magnetfeltet i en magnetventil

I luft beskrives magnetfeltet inde i en solenoide med den simple formel:

B =μNI

hvor B er den magnetiske fluxtæthed, μ er permeabiliteten af ledigt rum, N er antallet af omdrejninger pr. længdeenhed, og I er strømmen. Ved at øge antallet af drejninger eller strømmen stiger feltstyrken proportionalt.

Tilføjelse af en ferromagnetisk kerne - såsom en stålstang - kan forstærke feltet dramatisk, fordi kernens permeabilitet langt overstiger luftens. Det er grunden til, at solenoider er meget brugt i relæer, ventiler og magnetiske sensorer.

Byg en simpel højttaler med en gør-det-selv-solenoid

Højttalere er afhængige af en solenoide (salspolen) og en permanent magnet til at konvertere elektriske lydsignaler til mekaniske vibrationer. Når lydsignalet strømmer gennem spolen, ændrer den skiftende strøm magnetfeltet, som interagerer med magneten og tvinger en membran til at vibrere, hvilket producerer lydbølger.

For at konstruere en grundlæggende højttaler skal du bruge:

• En permanent magnet (f.eks. en neodym-skive)
• En hjemmelavet magnetventil (se ovenfor)
• En plastikkop eller lignende beholder til at fungere som indelukke
• Elektrisk tape og et 3,5 mm AUX-kabel til signalinput

Fastgør solenoiden til bunden af koppen, anbring magneten inde i spolen, og forbind spoleenderne med AUX-kablets spids. Når du spiller musik, svinger spolens magnetiske felt, hvilket får magneten – og enhver påsat membran – til at vibrere og genererer således hørbar lyd.

Konstruktion af en minimagnet

Til et kompakt projekt skal du bruge 36-gauge emaljeret kobbertråd og vikle det rundt om en kerne med en diameter på 1" for at danne omkring 100-200 vindinger. Lad lange haler være til at forbinde til AUX-kablet; hvis ledningen stadig er belagt, skal du forsigtigt slibe enderne for at blotlægge lederen.

Fastgør mini-solenoiden til bunden af en plastikkop og placer en lille neodymmagnet i midten. Koppens indre fungerer som en naturlig resonator, der forstærker vibrationerne. Med 1-3 diskmagneter vil højttalerens output være mærkbart højere end med en enkelt magnet.

Tilslut spoleenderne til AUX-kablet, sæt kablet i en telefon eller computer, og test lyden. Eksperimenter med flere drejninger eller stærkere magneter for at udforske, hvordan højttalerens ydeevne ændrer sig.