Elektromagnetismus-Experiment

TEILE UND MATERIALIEN

• 6-Volt-Batterie
• Magnetischer Kompass
• Kleiner Permanentmagnet
• Spule mit 28-Gauge-Magnetdraht
• Großer Bolzen, Nagel oder Stahlstab
• Elektroband

Magnetdraht ist eine Bezeichnung für dünne Kupferdrähte mit Lackisolierung anstelle von Gummi- oder Kunststoffisolierung. Seine geringe Größe und die sehr dünne Isolierung ermöglichen das Wickeln vieler „Windungen“ in einer kompakten Spule.

Sie benötigen genug Magnetdraht, um Hunderte von Windungen um den Bolzen, Nagel oder eine andere stabförmige Stahlform zu wickeln.

Achten Sie darauf, einen Bolzen, einen Nagel oder eine Stange auszuwählen, die magnetisch sind . Edelstahl zum Beispiel ist nicht magnetisch und funktioniert nicht für den Zweck einer elektromagnetischen Spule!

Das ideale Material für dieses Experiment ist Weicheisen , aber jeder handelsübliche Stahl reicht aus.

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 14:„Magnetismus und Elektromagnetismus“

LERNZIELE

• Anwendung der Links-Hand-Regel
• Elektromagnetische Konstruktion

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Wickeln Sie eine einzelne Schicht Isolierband um die Stahlstange (oder den Bolzen oder die Post), um den Draht vor Abrieb zu schützen.

Wickeln Sie mehrere hundert Drahtwindungen um die Stahlstange, um die Spule so gleichmäßig wie möglich zu machen.

Es ist in Ordnung, den Draht zu überlappen, und es ist in Ordnung, den gleichen Stil zu verwenden, in dem eine Angelrolle die Schnur um die Spule wickelt.

Die einzige Regel, die Sie muss Folge ist, dass alle Windungen in der gleichen Richtung um die Stange gewickelt werden müssen (kein Reversieren von im Uhrzeigersinn auf gegen den Uhrzeigersinn!).

Ich finde, dass eine Bohrmaschine ein großartiges Werkzeug zum Spulenwickeln ist:Spannen Sie die Stange wie einen Bohrer in das Bohrfutter des Bohrers, dann schalten Sie den Bohrmotor mit langsamer Geschwindigkeit ein und lassen Sie ihn wickeln!

Dadurch können Sie den Draht sehr gleichmäßig und gleichmäßig auf die Stange führen.

Nachdem Sie mehrere hundert Drahtwindungen um den Stab gewickelt haben, wickeln Sie eine oder zwei Lagen Isolierband über die Drahtspule, um den Draht zu befestigen.

Kratzen Sie die Emaille-Isolierung von den Enden der Spulendrähte ab, um sie an die Überbrückungskabel anzuschließen, und schließen Sie dann die Spule an eine Batterie an.

Wenn elektrischer Strom durch die Spule fließt, wird ein starkes Magnetfeld erzeugt:ein „Pol“ an jedem Ende des Stabs.

Dieses Phänomen ist als Elektromagnetismus bekannt . Der Magnetkompass wird verwendet, um den "Nord"- und "Süd"-Pol des Elektromagneten zu identifizieren.

Platzieren Sie bei eingeschaltetem Elektromagneten (an die Batterie angeschlossen) einen Permanentmagneten in der Nähe eines Pols und achten Sie darauf, ob eine anziehende oder abstoßende Kraft vorhanden ist.

Kehren Sie die Ausrichtung des Permanentmagneten um und achten Sie auf den Kraftunterschied.

Elektromagnetismus hat viele Anwendungen, einschließlich Relais, Elektromotoren, Magnetspulen, Türklingeln, Summer, Computerdruckmechanismen und Schreibköpfe für magnetische Medien (Kassettenrekorder, Diskettenlaufwerke).

Wenn die Batterie von der elektromagnetischen Spule getrennt wird, können Sie einen erheblichen Funken bemerken:viel größer als der Funke, der erzeugt wird, wenn die Batterie einfach kurzgeschlossen wird. Dieser Funke ist das Ergebnis eines Hochspannungsstoßes, der immer dann erzeugt wird, wenn der Strom durch die Spule plötzlich unterbrochen wird.

Der Effekt ist als induktiver „Kickback“ bekannt und ist in der Lage, einen kleinen, aber ungefährlichen Stromschlag zu verabreichen!

Um diesen Schock zu vermeiden, legen Sie Ihren Körper beim Abschalten nicht über die Unterbrechung im Stromkreis!

Verwenden Sie eine Hand nach der anderen, wenn Sie die Spule unterbrechen, und Sie sind absolut sicher.

Dieses Phänomen wird im nächsten Kapitel (DC-Schaltungen) genauer untersucht.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Grundlegendes Arbeitsblatt zu Elektromagnetismus und elektromagnetischer Induktion