Tutti i modi possibili per creare un magnete permanente sono elencati nel taccuino studentesco di Joseph Henry, conservato presso la Princeton University. Henry, il fisico americano del XVIII secolo, è conosciuto - insieme a Michael Faraday - come il padre della tecnologia elettrica, quindi non sorprende che uno dei metodi che descrive utilizzi l'elettricità. Si scopre che se si ha il giusto tipo di barra metallica e abbastanza energia elettrica, l'induzione elettromagnetica può trasformare l'asta in un forte magnete permanente. Quanto forte? Decisamente più forte di un magnete del frigo.
Cos'è il magnetismo?
Il magnetismo e l'elettricità non sono solo legati, sono due lati della stessa moneta, ed era il fenomeno dell'induttanza elettromagnetica, scoperto indipendentemente da Henry e Faraday, ciò ha portato a questa realizzazione. Gli elettroni hanno spin, che dà ad ogni atomo un piccolo campo magnetico. È possibile indurre gli elettroni all'interno di determinati metalli a ruotare nella stessa direzione e ciò conferisce alle proprietà magnetiche del metallo. L'elenco dei metalli che fanno questo non è lungo, ma il ferro è uno di questi e, poiché l'acciaio è fatto di ferro, può anche essere magnetizzato.
Modi per fare un magnete
Tra i metodi che Henry menziona per trasformare una semplice asta di ferro o acciaio in un magnete sono:
Il risultato finale di ciascun metodo è quello di indurre gli elettroni nello stelo a ruotare nella stessa direzione. Dato che l'elettricità è composta da elettroni, è un buon presupposto che l'ultimo metodo sia il più efficace.
Creare il tuo magnete
Hai bisogno di una canna di acciaio, ferro o altro materiale che può essere magnetizzato. (Suggerimento: non ci sono molte altre scelte.) Un chiodo in acciaio 10d o più grande è perfetto. Se non sei sicuro che sia in acciaio, usa un piccolo magnete per testarlo. È inoltre necessario un piede o due di filo di rame isolato e una fonte di alimentazione, ad esempio una batteria D-cell o un trasformatore a bassa tensione che è possibile collegare a una presa. Se opti per un trasformatore, assicurati che abbia dei terminali a cui collegare i fili.
Per magnetizzare l'unghia, avvolgilo attorno al filo, formando quante più bobine possibile. Va bene sovrapporre il filo sopra le bobine che hai già avvolto. La forza del campo induttivo - e il tuo magnete - aumenta man mano che aumenti il numero di bobine, quindi sii generoso. Lasciare libere le estremità dei fili e rimuovere un pollice di isolamento in modo da poterli collegare alla fonte di alimentazione.
Collegare i cavi alla fonte di alimentazione e accendere la corrente. Lasciare acceso l'apparecchio per un minuto circa, quindi spegnerlo. Prova l'unghia tenendola sopra delle limature di ferro. Ora dovrebbe essere magnetizzato e attirare le limature, anche quando l'alimentazione è disattivata.
Aumentare la forza
È possibile aumentare la forza del magnete aumentando il numero di bobine. Ad esempio, se raddoppi il numero di bobine, raddoppi la forza del campo induttivo. Tuttavia, quando si aumenta la lunghezza del filo per fare ciò, si aumenta la resistenza elettrica, che riduce la quantità di corrente che scorre attraverso il filo. Poiché la corrente, che è il movimento degli elettroni, crea il campo, la potenza induttiva si abbassa. Offset questa perdita di corrente aumentando la tensione, sia modificando l'impostazione sul trasformatore o utilizzando una batteria più grande.
Avviso
Assicurarsi di mantenere la tensione entro i limiti di sicurezza. Non vuoi fulminarti, né vuoi creare un magnete che si attacchi permanentemente al frigorifero.
