Door Chris Deziel, bijgewerkt op 24 maart 2022

Ontdek hoe elektriciteit en magnetisme met elkaar verweven zijn door een eenvoudige elektromagneet te construeren. Met dit praktische experiment kun je het magnetische veld dat wordt geproduceerd door een stroomvoerende spoel vergelijken met dat van een permanente magneet, wat de eenheid van elektromagnetische verschijnselen onderstreept. De gids legt de nadruk op veiligheid:gebruik een weerstand om de stroom te beperken en oververhitting te voorkomen, en koppel altijd het circuit los als u klaar bent.

Stap 1:Rol de draad op

Wikkel een stuk geïsoleerd koperdraad van 22 gauge strak rond een ijzeren bout of spijker van 15 cm. Streef naar zoveel windingen als de kern toelaat. Een te dunne draad riskeert oververhitting, een te dikke beperkt het aantal windingen.

Stap 2:aansluiten op de stroom

Strip de draaduiteinden met een mes en bevestig het ene uiteinde aan de positieve pool van een D-celbatterij met isolatietape. Plaats een hoeveelheid ijzervijlsel op een tafel, leg de bout eroverheen en raak het andere uiteinde van de draad aan met de negatieve pool van de accu. Kijk hoe het vijlsel een patroon vormt en verwijder vervolgens de verbinding om oververhitting te voorkomen.

Stap 3:Test een permanente magneet

Houd een staafmagneet op korte afstand van de bout zodat er geen aantrekking of afstoting is, en raak vervolgens de draad opnieuw aan met de accupool. Kijk hoe de magneet reageert.

Stap 4:voeg een weerstand toe

Sluit een weerstand van 30 ohm aan in serie met de spoel:sluit het vrije draaduiteinde aan op de weerstand en de andere kant van de weerstand op de batterij. Dit beperkt de stroom, voorkomt warmteontwikkeling en zorgt ervoor dat de elektromagneet veilig van stroom kan blijven voorzien.

Stap 5:Veldpatronen vergelijken

Plaats de aangedreven elektromagneet over het vijlsel, noteer het resulterende patroon, vervang het vervolgens door de staafmagneet en vergelijk. De patronen moeten vrijwel identiek zijn, wat bevestigt dat beide elektromagnetische velden zijn. Kleine verschillen weerspiegelen de relatieve sterke punten van elke bron.

Stap 6:Onderzoek polariteit

Plaats de staafmagneet dicht bij de elektromagneet om aantrekkingskracht te voelen. Draai de magneet 180° zodat de polen tegengesteld zijn en afstoting voelen. Dit toont aan dat beide velden verschillende noord- en zuidpolen hebben.

Dingen die nodig zijn

• 22-gauge geïsoleerde koperdraad
• 6-inch ijzeren bout of spijker
• Mes (voor het strippen van draad)
• D-celbatterij
• Elektrische tape
• IJzervijlsel
• Staafmagneet
• 30-ohm weerstand

TL;DR (te lang; niet gelezen)

Verwissel de weerstand van 30 ohm voor een weerstand van 100 ohm om de interactie tussen de magneet en de elektromagneet merkbaar te verzwakken. Het verminderen van spoelwindingen of het gebruik van een kartonnen buis als kern vermindert ook de veldsterkte.

Waarschuwing

Ontkoppel altijd de draden van de batterij als uw experimenten zijn voltooid. Vermijd zelfs bij lage spanning het aanraken van blootliggende aansluitingen of blootliggende draaduiteinden terwijl het circuit onder spanning staat. Als u rook waarneemt, koppelt u de accu los en laat u de draden afkoelen voordat u verdergaat.