Electricitate și magnetism - Magnetometre - 3 - Experimente

Când curentul curge printr-un fir metalic, direcția liniilor magnetice de forță depinde de direcția în care curge curentul. Iată „Regula degetului mare”: țineți mâna dreaptă, îndreptați degetul mare spre stânga și curbați-vă degetele. Dacă curentul se deplasează spre stânga, liniile magnetice de forță se vor „înfășura” în jurul firului în direcția pe care o arată degetele. Dacă îndreptați degetul mare spre dreapta, liniile de forță reprezentate de degete se înfășoară în jurul firului în cealaltă direcție.

Iată un experiment pe care îl puteți face în clasă pentru a vedea interdependența dintre electricitate și magnetism.

Ce aveți nevoie:

Toate aceste articole pot fi achiziționate ieftinde la un magazin de electronice. Un set pentru clasă este suficient.

Cablu electric, două bucăți de aproximativ 45 cm lungime sau două cabluri de test de 45 cm cu cleme crocodil.
Două baterii AA, C, sau D (1.5-V)
Suport baterie (pentru cele două baterii)
Bec de lanternă 1,5 V și suport bec
Busolă mică
Comutator mic (opțional)

Experimentul 1:

Utilizând cablurile, conectați bateriile la bec. Prin cablul electric, ne putem gândi la curent ca având sensul de la bornele negative ale bateriilor la bornele pozitive.

Folosind busola pentru a vă spune care este direcția nord, orientați cablurile spre nord și sud. Fixați cablurile pe o masă sau birou, așa cum se arată în desen.

Rețineți că acul busolei (un magnet) se aliniază cu liniile magnetice de forță ale Pământului, cu excepția cazului în care un alt câmp magnetic din apropiere este mai puternic.

Dacă aveți probleme în găsirea unui loc în care acul busolei este stabil, probabil că stați în mijlocul unor câmpuri magnetice care interferează. Acestea pot fi cauzate de telefoane, computere și fire electrice. Poate că va trebui să ieșiți afară!

Cu circuitul deschis (comutatorul deschis sau cablurile neconectate pentru a forma o buclă închisă), așezați busola peste unul dintre cabluri.

Acum, porniți becul (închideți circuitul astfel încât curentul să curgă prin cablu).

Ce se întâmplă cu acul busolei? Observați direcția în care acul se mișcă.

Acum, opriți becul și așezați busola peste celălalt cablu.

Porniți din nou becul și observați ce se întâmplă de data aceasta cu acul busolei. În ce direcție se mișcă? Este la fel sau diferit de modul în care s-a deplasat atunci când a fost plasat peste celălalt cablu? De ce?

Experimentul 2 (opțional):

În acest experiment, veți afla ce materiale, dacă există, pot izola firul și pot împiedica trecerea câmpului magnetic. Deoarece câmpul magnetic format de acest mic curent este slab și nu se extinde departe de cablu, orice ați încerca pentru izolare nu ar fi nevoie să fie prea gros. În caz contrar, nu va fi prea mult un test al materialului în sine.

Ați putea să încercați materiale precum folie de aluminiu, folie de plastic, hârtie, carton, folie subțire de sticlă (cum ar fi cel dintr-o ramă foto), folie subțire de aluminiu (precum o folie pentru biscuiți) sau orice altceva credeți că ar putea evita „scurgeri” ale câmpul magnetic în jurul cablului.

Încercați să înfășurați unul sau ambele cabluri cu materialul de testat sau să așezați o folie de material peste cablu. Apoi puneți busola deasupra cu cablul direct dedesubt. Lăsați din nou curentul să treacă prin cablu.

Ce se întâmplă cu acul busolei cu fiecare material? Pare ca vreunul dintre materiale să reducă puterea câmpului magnetic produs de curent?

Experimentul 3:

Acum, răsuciți cele două cabluri împreună înainte de a le conecta la baterii și bec. Fixați cablurile pe masă, astfel încât acestea să fie din nou orientate spre nord și sud.

Cu becul oprit, așezați busola peste centrul perechii de cabluri răsucite. Porniți becul și urmăriți acul busolei. Ce se întâmplă? Ce s-a schimbat de a determinat ca acul să se comporte diferit?

PDF: https://www.telework.ro/ro/e-books/electricitate-si-magnetism-magnetometre/

Publicat inițial în The Technology Teacher, Septembrie 2002, de International Technology Education Association

Acest articol a fost scris de Diane Fisher, scriitoare și designer al site-ului web The Space Place. Alex Novati a realizat ilustrațiile, inclusiv redarea navei spațiale ST5 care a călătorit prin câmpul magnetic al Pământului. Articolul a fost furnizat de Programul New Millennium al Administrației Naționale pentru Aeronautică și Spațiu (NASA), administrat de Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology. Traducere, editare imagini și
adaptare de Nicolae Sfetcu, www.telework.ro.