pondělí 13. října 2014

Jak funguje elektromagnet

Slyšeli jste někdy slovo elektromagnetismus? Část žáků ze základek se jistě v tuto chvíli osypala vyrážkou.  Za to ale určitě nemůže fyzika a elektromagnety. Hledejte důvod fyzikální vyrážky někde jinde. Třeba tam, kde nás málokdy napadne hledat příčinu svých problémů – u sebe. Možná že se vám vyrážka ztratí, když si spolu vyrobíme elektromagnet a přitom zjistíte, že elektromagnetismus není nic strašidelného.

Přemýšleli jste někdy, jakým zázrakem zvoní domácí zvonek nebo co za skřítky jsou schovaní v telefonu? Víte, že důležitou součástí domácích kuchyňských elektrospotřebičů jsou elektromagnety? Všechny tyto přístroje mají společný princip, na základě kterého pracují, a tím je právě elektromagnetismus. V roce 1920 jistý pan Oersted z Kodaně zjistil, že když kovovým vodičem protéká elektrický proud, vzniká kolem tohoto vodiče magnetické pole. Elektrická energie se díky tomu může transformovat na jiné druhy energie – například pohybovou nebo magnetickou. Aby bylo toto magnetické pole co nejlépe využito, používá se k jeho vyvolání dlouhý drát stočený do válečku – cívka. Magnetické pole cívky má oproti magnetickému poli pevného magnetu jisté nepopíratelné výhody. Tak například ho můžete vypnout a zapnout kdy potřebujete. Nebo si můžete zvolit, jak velké toto pole chcete mít. Přitom k vytvoření elektromagnetu není třeba žádných složitých pomůcek. Stačí pár decimetrů izolovaného drátu, který omotáte kolem kusu oceli a zdroj elektrického napětí.

K výrobě elektromagnetu budete potřebovat asi půlmetru měděného drátu, jednu devítivoltovou baterii, hřebík o délce asi pět centimetrů, izolační pásku, a pokud máte, tak ocelové piliny. Místo nich by mohly stejně tak dobře posloužit třeba špendlíky. Pokud máte vše připraveno, tak se pustíme do práce. Výroba elektromagnetu nebude trvat déle než 15 minut. Postup totiž není vůbec složitý. U připraveného drátu odizolujte oba jeho konce. Drát natočte kolem hřebíku – zrodila se cívka. Oba konce drátu připijte k pólům baterie. Závity cívky protéká elektrický proud a podle pana Oersteda by v jeho okolí mělo vzniknout magnetické pole. Pokud máte po ruce magnetku kompasu, můžete to snadno zjistit. Pokud nemáte a jste debrujár, tak by pro vás nemělo být problém jednoduchou magnetku si vyrobit. Také jsme ji tady před nějakou dobou sestrojovali. Když vaši cívku nyní přiblížíte ke špendlíkům, měly by se chovat jako v blízkosti slabého magnetu. Pokud se nic neděje, budete potřebovat zmiňované ocelové piliny. V tom případě vám doporučuji přinést elektromagnet do školy a poprosit fyzikáře o jejich zapůjčení. Možná ho váš zájem o fyziku uchvátí a tomu bude odpovídat i vaše příští známka na vysvědčení. Jestliže jste zaregistrovali magnetické pole v okolí vaší cívky (či spíše jeho projevy na špendlících nebo pilinách), přemýšlejte, co se stane, když odpojíte jeden konec drátu od baterie. Myslím, že nebude složité na to přijít. Magnetické pole je pouze v okolí vodiče, kterým prochází elektrický proud. No a když vodič od baterie odpojíte, tak… domyslete si sami a pak si vaše závěry ověřte pokusem.

Asi neuškodí pár poznámek k experimentu. U drátu odizolujte skutečně jen ten kousek, který budete omotávat kolem pólů baterie. Při práci s hřebíkem, špendlíky nebo ocelovými pilinami buďte opatrní a dejte pozor, ať se nezraníte. Pokud vám elektromagnet nefunguje, omotejte drát pevněji okolo pólu baterie nebo baterii vyměňte za novou. Vyzkoušejte delší vodič – čím více závitů má cívka natočeno, tím silnější je její magnetické pole.

V našem pokusu se hřebík choval jako magnet. Po odpojení drátu od pólů baterie magnetické pole zmizelo a hřebík přestal být magnetem. Oceli s touto vlastností říkáme magneticky měkká ocel a takové magnety se nazývají dočasné magnety. Elektromagnety najdete v mnoha přístrojích a zařízeních, které jsou kolem vás: zvonek, reproduktory, telefon, pračka, jistič, …

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!
Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.


Žádné komentáře:

Okomentovat