در خانه چگونه آهنربای الکتریکی بسازیم؟ ساخت یک آهنربای الکتریکی به وسیله پیچیدن یک سیم به دور میله آهنی و اتصال آن به باتری امکان پذیر است.
ربایش و جذب آهن توسط آهنربا یکی از پدیده‌های شگفت انگیز فیزیکی است. آیا تا بحال دقت کرده‌اید که نحوه عملکرد آهنربا چگونه است؟ آیا می‌توان در منزل آهنربا ساخت؟ آهنربای الکتریکی چیست و چگونه تولید میشود؟ برای دریافت پاسخ این سوالات همراه مقاله “چگونه آهنربای الکتریکی بسازیم؟” باشید.
چگونه آهنربای الکتریکی بسازیم؟
خاصیت مغناطیسی آهنربای الکتریکی بر خلاف آهنربای دائمی وابسته با منبع تغذیه است. اگر اتصال باتری و سیم قطع شود میخ، پیچ یا هر وسیله فلزی دیگر خاصیت آهنرباییش را از دست می‌دهد. ساخت یک آهنربای الکتریکی رابطه نزدیک میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی را نشان می‌دهد.
کافی است سیمی رسانا به دور میله‌ای فلزی (هسته آهنی) پیچیده و دو سر آن را به باتری متصل کنید.
میدان مغناطیسی‌ای که در اطراف رسانا ایجاد میشود، خاصیت مغناطیسی را به هسته‌ی آهنی‌ای که اطراف آن پیچیده شده القا می‌کند و طی این پروسه یک میدان مغناطیسی قوی تولید میشود.
میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهن ربای الکتریکی تنها تا زمانی باقی می‌ماند که جریان الکتریسیته در رسانا برقرار باشد. بنا بر این وجود خاصیت مغناطیسی به روشن یا خاموش بودن دستگاه بستگی دارد. قابلیت روشن و خاموش شدن، باعث کار آمدی این آهن رباها در دستگاه‌های مختلف است.
وسایل لازم برای ساخت آهنربای الکتریکی
- سیم رسانا (30 تا 60 سانتیمتر)
- میخ آهنی بلند یا میله فلزی باریک
- سیم لخت کن
- چسب (نواری یا مایع)
- باتری (DC)
مرحله اول
با سیم لخت کن تمام روکش سیم را بردارید. (دقت داشته باشید که سیم‌ها از نوعی باید باشند که روی خود یک پوشش لاک عایق خیلی نازک دارند.)
مرحله دو
سیم لخت فلزی (لاک دار) را به سراسر طول میخ آهنی بپیچید. برای ایجاد میدانی متراکم، سعی کنید پیچش سیم به دور میخ به گونه‌ای باشد که فضای خالی بین دورهای سیم باقی نماند. بیش از سه چهارم طول میخ را با سیم بپوشانید و در دو انتهای میخ مقداری فضای آزاد (بدون سیم) باقی بگذارید.
مرحله سه
در این مرحله باید دو سر سیم که عاری از لاک هست را به دو سر باتری متصل کرد. شما می‌توانید دو سر سیم را با چسب نواری به قطب‌های مثبت و منفی باتری متصل کنید.
آهنربای الکتریکی شما آماده است.
با نزدیک کردن آهن ربا به براده‌های آهن، آن را تست کنید؛ خواهید دید که براده‌های آهن به سرعت به سمت آن جذب خواهند شد.
تشخیص دو قطب آهنربای الکتریکی
آهنربای الکتریکی هم مانند هر آهن ربای دائمی دارای دو سر مثبت و منفی است. برای پیدا کردن قطب های این آهنربا کافیست طبق قاعده قانون دست راست عمل کنید. باید سیم پیچ را طوری در دست راست خود بگیریم که چهار انگشت در جهت جریان پیچیده شده و بر روی آهنربا قرار بگیرد، اکنون انگشت شست قطب N را نشان خواهد داد.
کاربرد آهنربای الکتریکی در صنایع مختلف
آهنرباهای الکتریکی به طور گسترده‌ای در دستگاه‌های الکتریکی و الکترومغناطیسی استفاده می‌شوند. شامل:
- موتورها و مولدها
- مبدل‌های الکتریکی
- رله‌ها، شامل رید رله‌ها مورد استفاده در سویچ‌های تلفن
- زنگ‌های الکتریکی
- بلندگوها
- ضبط مغناطیسی و ذخیره داده: نوار کاست، ویدیو کاست، دیسک‌های سخت (هارددیسک‌ها)
- ابزارهای علمی مانند ام آر آی و طیف‌سنجی جرمی
- شتاب دهنده ذرات
- قفل‌های مغناطیسی
- جداسازی مغناطیسی موادآهنرباهای جرثقیل صنعتی
- ایجاد لرزش
- سیستم‌های تعلیق مغناطیسی در قطارهای پر سرعت
ساخت آهن ربا؛ چگونه آهنربا بسازیم؟
در خانه چگونه آهنربا بسازیم؟ آهنربا به سه روش مالشی، القایی و الکتریکی ساخته میشود. آهنرباها بسته به نوع کاربرد به روش‌های مختلف تولید می‌شوند.
جذب و ربایش آهن یکی از پدیده‌های شگفت انگیز هستی است که بسیاری از وسایل اطراف ما با استفاده از این قانون کار می‌کنند. به طور کلی آهنربا جسمی است که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و برخی فلزات مانند آهن را به خود جذب می‌کند. هر آهنربا دو ناحیهٔ متمایز به نام «قطب» دارد که در آنها شدت میدان مغناطیسی آهنربا بیشتر از سایر نقاط آن است. آیا امکان ساختن آهنربا در خانه وجود دارد؟ برای دریافت پاسخ سوال چگونه آهنربا بسازیم؟ همراه ستاره باشید.
چگونه آهنربا بسازیم؟
برای ساخت یک آهنربا می‌توانیم از روش‌های مختلفی استفاده کنیم. معمولا آهنرباها به سه روش مالش، القا و الکتریکی ساخته میشود.
۱) ساخت آهنربا به روش مالش
اگر میله‌ای از جنس فولاد را به یک آهنربا مالش دهیم خاصیت مغناطیسی پیدا کرده و در واقع آهنربا میشود. در این روش قطبی که در انتهای مسیر، مالش به وجود می آید مخالف قطب مالش دهنده است.
← چگونه آهنربا بسازیم؟ – مالشی →
۲) ساخت آهنربا به روش القای مغناطیسی
اگر یک سر آهنربای میله ای را به چند میخ آهنی کوچک نزدیک کنیم مشاهده می شود که میخ ها جذب آهن ربا شده و هر یک میخ می تواند میخ دیگری را جذب می کند. در واقع میخ اولی توسط آهن ربا به یک آهنربا تبدیل شده که توانسته است میخ دومی را جذب کند. به همین ترتیب میخ های بعدی نیز آهنربا شده اند. به این ترتیب یک زنجیر مغناطیسی ساخته شده است.
اگر آهنربای قویتری داشته باشیم می توانیم زنجیر بلندتری بسازیم. ایجاد خاصیت مغناطیسی در یک آهن توسط یک آهن ربا بدون تماس با آن، را القای مغناطیسی می‌نامند.
آهن ربا ابتدا سنجاق یا یک ماده ی مغناطیسی را طوری به آهن ربا تبدیل می کند که قطب‌های ناهمنام آهنربا و سنجاق در مجاورت یکدیگر واقع شوند، در این حالت نیروی جاذبه مغناطیسی بین قطب های ناهمنام، باعث جذب سنجاق توسط آهنربا میشود.
۳) ساخت آهنربا به روش الکتریکی
برای آن که یک آهنربای الکتریکی بسازیم، کافی است یک قطعه آهن را در داخل یک سیملوله که از چندین دور تشکیل شده قرار داده و جریان مستقیمی به مدت چند ثانیه از آن بگذرانیم، قطب آهنربایی که ایجاد می شود به جهت جریان از سیملوله بستگی دارد. اگر سیم پیچ را طوری دست خود بگیریم که چهار انگشت پیچیده شده در جهت جریان قرار گیرد، انگشت شست، قطب N را نشان می دهد.
← چگونه آهنربا بسازیم؟ – الکتریکی →
عوامل موثر بر قدرت آهنرباهای الکتریکی
- شمار دورهای سیملوله هر چه عده دورهای سیملوله بیشتر باشد، آهنربای الکتریکی قویتر خواهد بود.
- جریانی که از سیملوله می گذرد هر چه شدت جریان عبوری از سیملوله بیش تر باشد, آهن ربا الکتریکی قویتر خواهد بود.
- شکل هسته سیملوله
کاربردهای آهنربا در زندگی امروز
تقریبا در هر وسیله برقی که در اطراف ما وجود دارد آهنربا به کار رفته است. از تبدیل کننده‌های نیروی مکانیکی به الکتریکی گرفته تا موتورهای کوچک و بزرگ.
- جدا کننده‌های بازیافت (جرثقیل‌های بزرگ با خاصیت آهنربایی بالا)
- جداسازی سنگ معدن از قطعات خورد شده در معادن
- مورد استفاده در انواع دستگاه‌های MRI و تصاویر عکسبرداری پزشکی
- از بین بردن توده‌های سرطان به وسیله ایجاد گرما توسط آهنربا
- در درب انواع وسایل خانه
- انواع موتورهای الکتریکی (جاروبرقی، یخچال و …)
ساخت اهن ربا
کدام یک از وسیله های فلزی خانه شما جذب آهنربا می شود و کدام یک نمی شود؟
وسایلی مانند درب‌های یخچال، فر، سوزن، میخ و … جذب آهنربا شده و وسایل فلزی مانند سینک ظرفشویی، پنجره‌های آلومینیومی جذب آهنربا نمی‌شوند.
آهنرباها یکی از لوازم پرکاربرد در منازل هستند. قطعات و وسایل بسیاری در اطراف ما هستند که آهن یا آهنربا در آن بکار رفته است. شاید تا به حال کنجکاو شده باشید که کدام یک از وسیله های فلزی خانه شما جذب آهنربا می شود و کدام یک نمی شود؟ همراه ما باشید تا به این سوال که کدامیک از وسایل منزل آهن ربا دارد پاسخ دهیم.
کدام وسیله های فلزی جذب آهنربا می‌شوند؟
هر وسیله‌ای که خاصیت مغناطیسی داشته باشد جذب آهنربا میشود. فلز آهن، نیکل و کبالت دارای خاصیت مغناطیسی بوده و بنابراین جذب آهنربا می‌شوند. اما در خانه چه وسایلی از این فلزات ساخته شده‌اند و کدامیک از وسایل منزل آهن ربا دارد؟
- قاشق، چنگال و کاردهایی که از استیل‌های با خاصیت مغناطیسی (فریتی) ساخته شده باشند جذب آهنربا می‌شوند. (به دلیل وجود کمتر عنصر کروم در این فولادها، خاصیت مغناطیسشان حفظ می‌گردد)
- درب لوازم خانگی و وسایل آشپزی، چاقو، دستگیره درب فر، درب یخچال (همه این وسایل اگر از فولادهای فریتی ساخته شده باشند خاصیت مغناطیسی دارند)
- اکثر ابزار آلات (میخ، پیچ، انبردست و …)
- سوزن، سنجاق، قیچی (اغلب وسایل خیاطی)
- ظروف چدنی، ظروف تخت آشپزخانه
کدام وسیله های فلزی جذب آهنربا نمی‌شوند؟
۱. تجهیزات فلزی که پوشش آلومینیومی دارند
- میزها با پایه‌های آلومینیوم، ظروف آلومینیومی، قاب‌های پنجره‌ها و درب‌ها و …
- ظروف روحی (از جنس آلومینیومی هستند)
۲. فلزاتی که در آنها از فولادهای فریتی یا ترکیبات نیکل و کبالت به مقدار کافی استفاده نشده باشد
ظروف مسی و آلومینیومی، وسایل تزیینی مانند ظروف و گلدان های میناکاری شده
۳. هر وسیله‌ای که در آن فولادهای آستنیتی (استیل نگیر) استفاده شده باشد خاصیت مغناطیسی نخواهد داشت.
سینک‌های ظرفشویی، انواع کابینت‌های فلزی خانگی و صنعتی
۴. تمامی ظروف بهداشتی که مواد غذایی در آن نگهداری میشود از استیل‌های نگیر ساخته شده‌اند.
بسیاری از وسایل دیگر اطرافمان نیز خاصیت آهنربایی دارند ولی به دلیل پوشش‌های پلاستیکی یا روکش‌های مخصوص نمی‌توان به راحتی آنها را تشخیص داد.
ظروف مسی خاصیت آهنربایی ندارند
کاربرد آهنربا در منزل؛ کدامیک از وسایل منزل آهن ربا دارد؟
- نصب پوستر و عکس ها
- تمیز کردن سطوح دور از دسترس
- استفاده از آهنربا برای قرار دادن لپ تاپ
گرچه استفاده از وسایل مغناطیسی در کنار وسایل الکتریکی مثل لپ تاپ توصیه نمی‌شود، اما با توجه به این که شرکت‌هایی نظیر اپل، استفاده از آهنربای ضعیف را در اطراف لپ تاپ و محصولات خود بلامانع انتخاب کرده است، می‌توانید از قطعات آهنربا برای نگه داری راحت تر و ثابت کردن لپ تاپ بر روی سطح استفاده کنید.
- ساخت استیکرهای آهنربایی برای سطوح یخچال و فریزر
- استفاده از آهنربا برای نگه داری داری خودکار
گاهی به دلیل قرار گرفتن خودکار در معرض محیط های سرد و یا عدم استفاده در مدت زمان طولانی ، جوهر خودکار از پیوستگی خارج می شود و قابلیت این را که روان با آن ها بنویسیم از دست میرود.برای این که بتوانید این پیوستگی جوهر را به حالت اولیه خود برگردانید ، چند قطعه آهنربای متناسب با سایر لوله خودکار تهیه و بالای آن ها قرار دهید . با این کار از خشک شدن خودکار جلوگیری کنید.
نگه داری وسایل آشپزخانه
برای نگه داری وسایلی مثل چاقو ها در سایز های مختلف ، نیازی به خریدن تخته های فلزی و یا چوبی جهت نگه داری آن ها نیست.کافیست که تخته ی مغناطیسی از فروشگاه های مرتبط خریداری کنید و چاقو هارا روی آن قرار دهید.با این کار برداشتن چاقو ها با توجه به این که سطح فلزی و مغناطسی داریم ، خیلی راحت نیست و ضمنا برای کودکان نیز خطر کمتری به دنبال خواهد داشت.
- در آوردن باتری با آهنربا
بیرون آوردن باتری ها از جای نگه دارنده باتری در بعضی مورد که تعداد آنها بالا باشد بسیار سخت است،اما اینکار براحتی توسط یک آهنربا انجام میشود فقط کافیست آهنربا را به پشت باتری مورد نظر متصل و آنرا بکشید!