Πείραμα

Ηλεκτρομαγνήτης

Έχουμε ανακατεμένα ατσαλένια και σιδερένια μικροαντικείμενα στο γραφείο μας και δεν ξέρουμε πώς να τα διαχωρίσουμε; Μα είναι πολύ απλό: Θα πάρουμε μια μύγα και ένα κουνούπι και… θα φάει η μύγα σίδερο και το κουνούπι ατσάλι!

Κι αν θέλουμε να ξεχωρίσουμε ποια από τα μικροαντικείμενα του γραφείου μας περιέχουν σίδερο, ατσάλι ή νικέλιο (και άρα μαγνητίζονται) και δεν διαθέτουμε μαγνήτη; Ε, στα δύσκολα έρχεται η ώρα της πειραματικής φυσικής!

Υλικά:

• 1 μπαταρία 9 Volts,
• καλώδιο,
• 1 μακρύ μεταλλικό αντικείμενο (ψαλίδι, μαχαίρι, μεγάλο καρφί),
• 1 πινέζα,
• 1 συνδετήρας

Διαδικασία:

1. Πλησιάζουμε ένα ψαλίδι σε μία πινέζα για να διαπιστώσουμε ότι δεν έλκονται.
2. Τυλίγουμε το ψαλίδι με το καλώδιο διατηρώντας πάντα την ίδια κατεύθυνση στο τύλιγμα.
3. Συγκρατούμε τα δύο άκρα του καλωδίου, που έχουμε γυμνώσεις, στους πόλους μιας μπαταρίας. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν συνδετήρα ως προστατευτικό κλιπ, προκειμένου να συγκρατήσουμε το δέσιμο του καλωδίου στον θετικό πόλο της μπαταρίας.
4. Πλησιάζουμε την άκρη του ψαλιδιού στην πινέζα.

Τι παρατηρούμε:

Το ψαλίδι έλκει την πινέζα. Αν μάλιστα ανασηκώσουμε το ψαλίδι προσεκτικά, αυτό ανασηκώνει την πινέζα.

Εξήγηση:

Το ρεύμα που διαρρέει το καλώδιο μαγνητίζει το ψαλίδι και το μετατρέπει σε μαγνήτη. Πιο συγκεκριμένα, τυλίγοντας το καλώδιο κατασκευάσαμε ένα σωληνοειδές. Αυτό δημιουργεί μέσα του μαγνητικό πεδίο πολύ ισχυρότερο από το αντίστοιχο ενός ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού (όπως το καλώδιο του προηγούμενου πειράματος). Αν μάλιστα τοποθετήσουμε μέσα στο σωληνοειδές ένα μεταλλικό αντικείμενο, τότε το μαγνητικό πεδίο μπορεί να γίνει μέχρι και 15.000 φορές ισχυρότερο!

Μόλις κατασκευάσαμε έναν ηλεκτρομαγνήτη λοιπόν! Το είδος αυτών των μαγνητών χρησιμοποιείται ευρέως, λόγω της εξαιρετικά μεγάλης του ισχύος και μπορεί να ανασηκώσει πολύ βαριά αντικείμενα, αρκεί αυτά να είναι σιδηρομαγνητικά, δηλαδή να μαγνητίζονται. Ένα ακόμη πολύ σημαντικό πλεονέκτημα των ηλεκτρομαγνητών είναι ότι μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν, δηλαδή άλλοτε να έλκουν και άλλοτε όχι τα αντικείμενα, ανάλογα από το αν οι ηλεκτρομαγνήτες διαρρέονται ή όχι από ρεύμα. Αυτή η δυνατότητα είναι εξαιρετικά χρήσιμη στην φορτοεκφόρτωση υλικών.

Χρόνος: 5΄ -10΄

Ηλικίες: 5-13

Πηγές: 

Κουσλόγλου Μ., Ένας Φανταστικός, Φυσικός κόσμος! 202 Πειράματα με υλικά καθημερινής χρήσης “, Εκδόσεις Σαΐτα,  2019

Εκπαιδευτικός: Κατερίνα Γριβοκωστοπούλου