Indhold
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 ingen overraskelse, at en af de metoder, han beskriver, bruger elektricitet. Det viser sig, at hvis du har den rigtige type 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 er ikke kun relateret, de er to sider af den samme mønt, og det var fænomenet elektromagnetisk induktans, opdaget uafhængigt af Henry og Faraday, og som førte til denne erkendelse. Elektroner har spin, hvilket giver hvert atom et lille magnetfelt. Det er muligt at inducere elektronerne inde i visse metaller til at dreje i samme retning, og det giver metal magnetiske egenskaber. Listen over metaller, der gør dette, er ikke lang, men jern er et af dem, og fordi stål er lavet af jern, kan det også magnetiseres.
Måder at fremstille en magnet
Blandt de metoder, Henry nævner til at omdanne en almindelig jern- eller stålstang til en magnet, er:
Slutresultatet af hver metode er at inducere 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 noget 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 lavspændingstransformator, 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 neglen, skal du pakke wiren omkring den og danne så mange spoler som du kan. Det er fint at overlappe wiren på toppen af 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, selv når strømmen er slukket.
Forøgelse af styrken
Du kan øge styrken af magneten ved at øge antallet af spoler. For eksempel, hvis du fordobler 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 flyder gennem ledningen. Da strømmen, som er bevægelsen af elektroner, skaber feltet, falder induktionseffekten ned. Udlign dette strømtab ved at øge spændingen, enten ved at ændre indstillingen på transformeren eller ved at bruge et større batteri.