Sådan fremstilles superstærke permanente magneter

Alle mulige måder at fremstille en permanent magnet er anført i Joseph Henrys studerende notebook, der opbevares på Princeton University. Henry, det amerikanske fysiker fra det 18. århundrede, er kendt - sammen med Michael Faraday - som far til elektroteknologi, så det er ikke overraskende, at en af de metoder, han beskriver, bruger elektricitet. Det viser sig, at hvis du har den rigtige metalstang og nok elektrisk kraft, kan elektromagnetisk induktion gøre stangen til en stærk permanent magnet. Hvor stærk? Helt klart stærkere end en køleskabsmagnet.
Hvad er magnetisme?

Magnetisme og elektricitet hænger ikke kun sammen, de er to sider af den samme mønt, og det var fænomenet elektromagnetisk induktans, opdaget uafhængigt af Henry og Faraday, det førte til denne erkendelse. Elektroner har spin, hvilket giver hvert atom et lille magnetfelt. Det er muligt at inducere elektronerne inde i bestemte metaller til at dreje i samme retning, og det giver metalens magnetiske egenskaber. Listen over metaller, der gør dette, er ikke lang, men jern er en af dem, og fordi stål er lavet af jern, kan det også magnetiseres.
Måder at lave en magnet

Blandt metoderne Henry nævner, at en almindelig jern- eller stålstang til en magnet er:

Gnid stangen med et stykke metal, der allerede er magnetiseret.

Gnid stangen med to magneter, der tegner den nordlige pol af en magnet fra midten af stangen til den ene ende, mens du tegner sydpolen for den anden magnet i den modsatte retning.

Hæng stangen lodret og slå den "repeatedly with a hammer.", 3, [[Magnetiseringseffekten er stærkere, hvis du varmer stangen.

Fremkald et magnetfelt med en elektrisk strøm.

Slutresultatet af hver metode er at få elektronerne i stangen til at dreje i samme retning. Da elektricitet er lavet af elektroner, er det en god antagelse, at den sidste metode er den mest effektive.
Lav din egen magnet

Du har brug for en stang lavet af stål, jern eller andet materiale, der kan magnetiseres . (Tip: Der er ikke mange andre valg.) En 10d eller større stålspik er perfekt. Hvis du ikke er sikker på, at det er stål, skal du bruge en lille magnet til at teste det. Du har også brug for en fod eller to af isoleret kobbertråd og en strømkilde, såsom et D-cellebatteri eller en lavspændings-transformer, som du kan tilslutte en stikkontakt. Hvis du vælger en transformer, skal du være sikker på, at den har terminaler, som du kan tilslutte ledninger til.

Hvis du vil magnetisere sømmet, skal du trække ledningen rundt om det og danne så mange spoler som du kan. Det er fint at overlappe tråden oven på de spoler, du allerede har viklet. Styrken i det induktive felt - og din magnet - øges, når du øger antallet af spoler, så vær generøs. Lad enderne på ledningerne være fri, og fjern en tomme isolering, så du kan forbinde dem til strømkilden.

Slut ledningerne til strømkilden, og tænd for strømmen. Lad strømmen være tændt et minut eller deromkring, og sluk den derefter. Test neglen ved at holde den over nogle jernfilinger. Det skal nu magnetiseres og tiltrække arkiveringerne, også når strømmen er slukket.
Forøgelse af styrken

Du kan øge styrken af magneten ved at øge antallet af spoler. For eksempel, hvis du fordoble antallet af spoler, fordobler du styrken i det induktive felt. Når du øger ledningslængden for at gøre dette, øger du imidlertid den elektriske modstand, hvilket sænker mængden af strøm, der strømmer gennem ledningen. Da strøm, der er bevægelse af elektroner, skaber feltet, falder induktionsstyrken. Udlign dette strømtab ved at øge spændingen, enten ved at ændre indstillingen på transformeren eller ved at bruge et større batteri.

Advarsler

Sørg for at holde spændingen inden for sikre grænser. Du ønsker ikke at elektrode dig selv, og du vil heller ikke oprette en magnet, der sidder fast på køleskabet.

Sidste artikelSådan laves et vandfilter som et videnskabeligt eksperiment

Næste artikelSådan laves solsystemprojekter til børn