Hands-on elektromagnetisme experiment: Bouw en test een simpele elektromagneet

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• 6-volt batterij
• Magnetische kompas
• Kleine permanente magneet
• Spool 28-gauge magnetdraad (emailgeïsoleerd koper)
• Grote bout, spijker, of staalstaaf (bij voorkeur zacht ijzer)
• Elektrisch tape

Magnetdraad is een dun, emailgeïsoleerd koperdraad dat honderden windingen in een compacte spoel toelaat. Voor een effectieve elektromagneet, kies een magnetische kern – zacht ijzer of elk gemakkelijk beschikbaar staal. Roestvrij staal is niet-magnetisch en zal niet werken.

KRUISVERWIJZINGEN

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Hoofdstuk 14: "Magnetism and Electromagnetism"

LEERDOELEN

• De linkerhandregel toepassen om magnetische veldrichting te bepalen.
• Een functionele elektromagneet bouwen en de polen observeren.

SCHEMA DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

1. Wikkel een enkele laag elektrisch tape om de staalkern om de draad te beschermen tegen slijtage.
2. Begin met wikkelen van de magnetdraad. Houd de spoel gelijkmatig en behoud een consistente wikkelrichting – nooit omkeren van kloksgewijs naar tegenkloksgewijs.
3. Voor precisie, klem de staaf in een boorbankspan en laat de boor op lage snelheid draaien om de draad stabiel in te voeren. Deze techniek zorgt voor uniforme afstanden en vermindert spanning.
4. Ga door met wikkelen tot je verschillende honderden windingen hebt. Overlappen is acceptabel; de sleutel is uniformiteit.
5. Bevestig de afgeronde spoel met een of twee lagen elektrisch tape.
6. Schraap de emailisolatie van beide uiteinden van de draad met een scherp mes of schaar om het koper bloot te leggen voor verbinding.
7. Verbind de spoel met de 6-volt batterij met kabeltjes.
8. Zodra de stroom vloeit, wordt de spoel een krachtige magneet. Gebruik de magnetische kompas om de noord- en zuidpolen aan elk uiteinde van de kern te identificeren.
9. Plaats een permanente magneet in de buurt van één pool om aantrekking of afstoting te observeren. Keer de permanente magneet om om te zien hoe de kracht verandert.
10. Om veilig te ontkoppelen, raak de spoel nooit met twee handen aan. Gebruik een enkele hand of geïsoleerde tools om inductieve terugslag te vermijden, een onschuldige maar merkbare vonk veroorzaakt door de plotselinge onderbreking van stroom.

Elektromagneten liggen ten grondslag aan veel alledaagse apparaten: relais, elektrische motoren, solenoïden, deurbellen, zomers, en de magnetische koppen van printers en schijfstations. Hun werking en veiligheidsoverwegingen begrijpen is essentieel voor elke opkomende elektrisch ingenieur.

GERELATEERDE WERKBLADEN

• Basiselektromagnetisme en Elektromagnetische Inductie Werkblad