Ηλεκτρομαγνητισμός
Ρεύμα φτιάχνει μαγνητικό πεδίο· μαγνήτης που κινείται φτιάχνει ρεύμα.
25 λεπτά
Θα μάθεις να
- Να εξηγείς ότι κάθε ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο.
- Να περιγράφεις από τι εξαρτάται η ισχύς ενός ηλεκτρομαγνήτη.
- Να εξηγείς πώς ένας κινούμενος μαγνήτης παράγει ρεύμα.
Μια πυξίδα που δεν έπρεπε να κουνηθεί
Το 1820 ο Έρστεντ πρόσεξε κάτι που κανείς δεν περίμενε: μια πυξίδα κοντά σε καλώδιο κουνήθηκε μόλις πέρασε ρεύμα.
Μέχρι τότε ηλεκτρισμός και μαγνητισμός θεωρούνταν άσχετα φαινόμενα. Εκείνη η βελόνα απέδειξε ότι είναι δύο όψεις του ίδιου πράγματος.
Το ρεύμα φτιάχνει μαγνητικό πεδίο
Κάθε αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα δημιουργεί γύρω του μαγνητικό πεδίο.
Σε ευθύγραμμο καλώδιο, οι μαγνητικές γραμμές είναι ομόκεντροι κύκλοι γύρω από αυτό. Όσο μεγαλύτερο το ρεύμα και όσο πιο κοντά είσαι, τόσο ισχυρότερο το πεδίο.
Τυλίγοντας το καλώδιο σε πηνίο, τα πεδία των σπειρών προστίθενται και το αποτέλεσμα μοιάζει με ραβδόμαγνήτη.
Από τι εξαρτάται η ισχύς του
| Παράγοντας | Επίδραση |
|---|---|
| ένταση ρεύματος | περισσότερο ρεύμα, ισχυρότερο πεδίο |
| αριθμός σπειρών | περισσότερες σπείρες, ισχυρότερο πεδίο |
| πυρήνας | σιδερένιος πυρήνας πολλαπλασιάζει την ένταση |
Ο σιδερένιος πυρήνας δεν προσθέτει ενέργεια: ευθυγραμμίζει τις μαγνητικές περιοχές του σιδήρου, που ενισχύουν το πεδίο του πηνίου.
Και το αντίστροφο: ο μαγνήτης φτιάχνει ρεύμα
Έντεκα χρόνια μετά τον Έρστεντ, ο Φαραντέι έδειξε το αντίστροφο φαινόμενο.
Κουνώντας έναν μαγνήτη μέσα σε πηνίο, στα άκρα του πηνίου εμφανίζεται τάση και, αν το κύκλωμα είναι κλειστό, ρεύμα. Λέγεται επαγωγή.
Η κρίσιμη λέξη είναι μεταβολή: αν ο μαγνήτης μείνει ακίνητος μέσα στο πηνίο, δεν παράγεται τίποτα.
Ας το κάνουμε μαζί
Παράδειγμα 1
Πώς θα κάνεις έναν ηλεκτρομαγνήτη διπλάσια ισχυρό, χωρίς να αλλάξεις μπαταρία;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Παράδειγμα 2
Κρατάς μαγνήτη ακίνητο μέσα σε πηνίο. Περνά ρεύμα;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Παράδειγμα 3
Πώς παράγεται το ρεύμα σε ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο;
Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.
Ασκήσεις
Από την πιο απλή στην πιο δύσκολη. Κρυμμένη είναι μόνο η απάντηση — ο δρόμος ως εκεί είναι δική σου δουλειά.
Τι έδειξε το πείραμα του Έρστεντ;
Τεστ
Δεν μετράει βαθμός — μετράει να δεις τι κατάλαβες. Προσπέρασε όποια θες και γύρνα πίσω όποτε θες.
Ερώτηση 1 από 8
Τα κατάφερες;
- Να εξηγείς ότι κάθε ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο.
- Να περιγράφεις από τι εξαρτάται η ισχύς ενός ηλεκτρομαγνήτη.
- Να εξηγείς πώς ένας κινούμενος μαγνήτης παράγει ρεύμα.
Κάνε το τεστ πιο πάνω και θα δεις εδώ πού στέκεσαι.