Περιεχόμενο
Η ανακάλυψη ότι η ηλεκτρική ενέργεια και ο μαγνητισμός είναι διαφορετικές εκδηλώσεις του ίδιου φαινομένου ήταν το στενό επίτευγμα της κλασσικής φυσικής του 19ου αιώνα. Οι επιστήμονες τώρα γνωρίζουν ότι το πεδίο που περιβάλλει έναν μόνιμο μαγνήτη είναι το ίδιο με το πεδίο που περιβάλλει ένα σύρμα μέσω του οποίου ρέει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. και τα δύο είναι παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Μπορείτε να το επιδείξετε μόνοι σας κατασκευάζοντας έναν απλό ηλεκτρομαγνήτη και παρατηρώντας την επίδρασή του στα μικρά μεταλλικά αντικείμενα, όπως τα καρφιά ή οι σιδερένιες φιάλες. Θα έχετε τη δυνατότητα να συγκρίνετε μόνοι σας ένα ηλεκτρικά επαγόμενο πεδίο με αυτό ενός μαγνήτη. Απλά βεβαιωθείτε ότι ο ηλεκτρομαγνήτης δεν λειτουργεί πολύ καιρό χωρίς αντίσταση - μια συσκευή που μειώνει την τρέχουσα ροή, που θα συνδέσετε στο κύκλωμά σας - ή μπορεί να είναι πολύ ζεστός για να το χειριστείτε.
Τυλίξτε ένα λεπτό, μονωμένο χάλκινο σύρμα γύρω από ένα μπουλόνι ή καρφί σιδήρου 6 ιντσών ή μεγαλύτερο, κάνοντας όσες στροφές μπορείτε να χωρέσετε. Το σύρμα δεν πρέπει να είναι πολύ λεπτό, ή μπορεί να υπερθερμανθεί όταν περάσετε ένα ρεύμα μέσα από αυτό, αλλά δεν πρέπει να είναι πάρα πολύ παχύ, είτε δεν θα είναι σε θέση να κάνει πολλές στροφές στο πηνίο. Είκοσι δύο μετρητές καλωδίων λειτουργεί καλύτερα.
Αφαιρέστε τα άκρα του καλωδίου με ένα μαχαίρι και βάλτε το ένα άκρο στον ακροδέκτη μιας μπαταρίας κυψελίδας D, χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ταινία. Βεβαιωθείτε ότι υπάρχει καλή σύνδεση. Πασπαλίστε μερικές ράβδους σιδήρου σε ένα τραπέζι και τοποθετήστε το καρφί επάνω τους, στη συνέχεια αγγίξτε το άλλο άκρο του καλωδίου στο άλλο τερματικό της μπαταρίας. Παρακολουθήστε τι συμβαίνει με τις ρινίσματα, στη συνέχεια σπάστε τη σύνδεση για να αποτρέψετε την υπερθέρμανση του καλωδίου.
Τοποθετήστε έναν μόνιμο μαγνήτη bar ακριβώς αρκετά μακριά από το νύχι για να αποτρέψετε έλξη ή απόρριψη, στη συνέχεια αγγίξτε το καλώδιο στο τερματικό της μπαταρίας. Παρακολουθήστε τι συμβαίνει με τον μαγνήτη.
Συνδέστε το χαλαρό καλώδιο σε μια μικρή αντίσταση κοντά στα 30 ohms και συνδέστε την αντίσταση στο τερματικό της μπαταρίας με άλλο μήκος καλωδίου του ίδιου μετρητή. Η αντίσταση μειώνει τη ροή ρεύματος στο καλώδιο και εξαλείφει την πιθανότητα υπερθέρμανσης, ώστε να μπορείτε να αφήσετε τώρα το καλώδιο συνδεδεμένο.
Παρατηρήστε το μοτίβο που δημιουργείται από τις κούπες σιδήρου όταν τοποθετείτε τον ηλεκτρομαγνήτη επάνω τους, αφαιρέστε τον ηλεκτρομαγνήτη, αντικαταστήστε τον με τον μαγνήτη και συγκρίνετε τα μοτίβα. Θα πρέπει να φαίνονται ουσιαστικά τα ίδια, αν και μπορεί κανείς να εξαπλωθεί περισσότερο ή λιγότερο από τον άλλο, ανάλογα με τις σχετικές δυνάμεις των μαγνητών. Αυτό επιβεβαιώνει ότι τα πεδία που παράγονται από τον μαγνήτη και τον ηλεκτρομαγνήτη είναι πανομοιότυπα - είναι και τα δύο ηλεκτρομαγνητικά πεδία.
Κρατήστε το μαγνήτη της ράβδου αρκετά κοντά στον ηλεκτρομαγνήτη για να νιώσετε έλξη. Γυρίστε το μαγνήτη γύρω, έτσι ώστε οι πόλοι να βλέπουν προς αντίθετες κατευθύνσεις και να αισθανθούν την απωλία. Αυτό επιβεβαιώνει ότι και τα δύο πεδία έχουν βόρειο και νότιο πόλο.