المحتوى
يتم سرد جميع الطرق الممكنة لصنع المغناطيس الدائم في دفتر الطالب جوزيف هنري ، والذي يتم الاحتفاظ به في جامعة برينستون. هنري ، عالم الفيزياء الأمريكي في القرن الثامن عشر ، يُعرف - إلى جانب مايكل فاراداي - بصفته أب التكنولوجيا الكهربائية ، لذلك ليس من المستغرب أن تستخدم إحدى الطرق التي يصف بها الكهرباء. اتضح أنه إذا كان لديك النوع الصحيح من قضيب معدني وقوة كهربائية كافية ، فإن الحث الكهرومغناطيسي يمكن أن يحول القضيب إلى مغناطيس دائم قوي. مدى قوة؟ بالتأكيد أقوى من مغناطيس الثلاجة.
ما هي المغناطيسية؟
ليست المغناطيسية والكهرباء مرتبطتان فحسب ، بل هما وجهان لعملة واحدة ، وكانت ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، التي اكتشفها هنري وفاراداي بشكل مستقل ، هي التي أدت إلى هذا الإدراك. الإلكترونات لها دوران ، والذي يعطي كل ذرة مجال مغناطيسي صغير. من الممكن أن تحفز الإلكترونات الموجودة داخل معادن معينة على الدوران في نفس الاتجاه ، وهذا يعطي الخصائص المغناطيسية المعدنية. قائمة المعادن التي تفعل ذلك ليست طويلة ، ولكن الحديد واحد منها ، ولأن الفولاذ مصنوع من الحديد ، فإنه يمكن أيضا أن يكون ممغنطًا.
طرق لصنع المغناطيس
من بين الأساليب التي ذكرها هنري لتحويل قضيب عادي من الحديد أو الصلب إلى مغناطيس:
والنتيجة النهائية لكل طريقة هي حث الإلكترونات الموجودة في القضيب على الدوران في نفس الاتجاه. نظرًا لأن الكهرباء مصنوعة من الإلكترونات ، فمن المفترض أن الطريقة الأخيرة هي الأكثر كفاءة.
صنع المغناطيس الخاص بك
تحتاج إلى قضيب مصنوع من الصلب أو الحديد أو بعض المواد الأخرى التي يمكن ممغنطة. (تلميح: هناك العديد من الخيارات الأخرى.) مسمار فولاذي 10d أو أكبر مثالي. إذا كنت متأكدًا من الفولاذ ، فاستخدم مغناطيسًا صغيرًا لاختباره. أنت بحاجة أيضًا إلى قدم أو سلكين من الأسلاك النحاسية المعزولة ومصدر للطاقة ، مثل بطارية D-cell أو محول جهد كهربي منخفض يمكنك توصيله بمنفذ. إذا اخترت أحد المحولات ، فتأكد من أنه يحتوي على أطراف يمكنك توصيل الأسلاك بها.
لجذب الأظافر ، لف السلك المحيط بها ، وشكل أكبر عدد ممكن من الملفات. من الجيد أن تتداخل السلك الموجود أعلى الملفات التي أصابتها بالفعل. تزداد قوة الحقل الاستقرائي - ومغناطيسك - كلما زادت عدد الملفات ، فليكن سخيا. اترك نهايات الأسلاك خالية ، وقم بفصل شبر واحد من العزل حتى تتمكن من توصيلها بمصدر الطاقة.
عقف الأسلاك بمصدر الطاقة وقم بتشغيل الطاقة. اترك الطاقة لمدة دقيقة أو نحو ذلك ، ثم أطفئها. اختبار الظفر من خلال الاحتفاظ بها على بعض برادة الحديد. يجب الآن ممغنط وجذب الملفات ، حتى عندما تكون الطاقة مطفأة.
زيادة القوة
يمكنك زيادة قوة المغناطيس عن طريق زيادة عدد الملفات. على سبيل المثال ، إذا قمت بمضاعفة عدد الملفات ، فإنك تضاعف قوة المجال الاستقرائي. ومع ذلك ، عند زيادة طول السلك للقيام بذلك ، فإنك تزيد من المقاومة الكهربائية ، مما يقلل من كمية التيار المتدفق عبر السلك. بما أن التيار ، الذي هو حركة الإلكترونات ، يخلق المجال ، فإن القوة الاستقلالية تنخفض. قم بتعويض هذه الخسارة الحالية عن طريق زيادة الجهد ، إما عن طريق تغيير الإعداد على المحول أو باستخدام بطارية أكبر.