Z tego filmu dowiesz się:

  • jak zbudowany jest elektromagnes,
  • jak wzmocnić działanie elektromagnesu,
  • do czego wykorzystuje się elektromagnesy.

Podstawa programowa

Pobieranie materiałów

wideo ekran podsumowujący napisy

Licencja: cc-by-nc-sa.svg

Poniższe materiały są udostępnione na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.pl). Możesz je wykorzystywać wyłącznie jako całość, bez rozdzielania ich na indywidualne elementy składowe. Zabronione jest wycinanie, pobieranie, modyfikowanie, edytowanie i zmienianie elementów składowych (np. grafik, tekstów, dźwięków, logotypów). Licencja CC BY-NC-SA 4.0 nie obejmuje wykorzystywania elementów składowych w utworach pochodnych. Jeśli chcesz wykorzystać ten materiał w swoim niekomercyjnym projekcie, nie zapomnij wymienić jego autorów: Pi-stacja / Katalyst Education.

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.

Na pewno nieraz zdarzyło Ci się używać domofonu. Jedna osoba wciska guzik przed wejściem do klatki schodowej druga naciska przycisk w mieszkaniu. Rozbrzmiewa charakterystyczne bzyczenie i drzwi do budynku otwarte. Jak działa taki zamek? Najważniejszą jego częścią jest elektromagnes. Działanie tego zamka wyjaśnimy Ci w tej lekcji. W filmie o właściwościach magnetycznych przewodnika z prądem mówiliśmy, że zwojnica przez którą płynie prąd zachowuje się jak magnes. Pole wytworzone przez nią nie jest jednak zbyt silne. Możemy je wzmocnić zwiększając liczbę zwojów. Ta metoda ma jednak swoje ograniczenia. Kolejne zwoje powiększają wymiary zwojnicy. Na szczęście istnieje inny dużo bardziej skuteczny sposób. Najlepiej poznać go eksperymentalnie. Do wykonania doświadczenia potrzebne nam będą: drut miedziany, duży stalowy gwóźdź bateria R12 oraz niewielkie stalowe lub żelazne przedmioty na przykład małe gwoździki spinacze lub szpilki. Na gwóźdź nawijamy drut. Wyciągamy go ze środka a to, co zostaje zobacz, jest zwojnicą. Jej końce podłączamy do prądu. Następnie przykładamy zwojnice do szpilek. Szpilki są przyciągane zbyt słabo abyśmy mogli to zaobserwować. Umieszczamy gwóźdź z powrotem w zwojnicy i ponownie przykładamy jej koniec do szpilek. Teraz szpilki są wyraźnie przyciągane przez zwojnicę. Możemy zwiększyć liczbę zwojów w zwojnicy i wtedy zobaczymy, że oddziaływanie na szpilki będzie jeszcze silniejsze. Po obejrzeniu tego doświadczenia masz pomysł jak wzmocnić magnetyczne działanie zwojnicy? Wystarczy wewnątrz niej umieścić ferromagnetyczny rdzeń. O ferromagnetykach także mówiliśmy we wcześniej wspomnianym filmie. Kiedy przez zwojnicę płynie prąd wytwarza ona pole magnetyczne. Pod wpływem tego pola ferromagnetyk ulega namagnesowaniu i sam zaczyna wytwarzać pole magnetyczne. Wzmacnia w ten sposób działanie samej zwojnicy. Po wyłączeniu prądu zwojnica z rdzeniem przestaje wytwarzać pole. Warunkiem jest, żeby ferromagnetyk który wkładamy jako rdzeń łatwo ulegał namagnesowaniu i rozmagnesowaniu. Takim materiałem jest na przykład stal miękka, czyli stop żelaza węgla i krzemu. W ten sposób zbudowaliśmy prosty elektromagnes. Wiedząc już czym jest elektromagnes możemy wyjaśnić, jak on działa w zamku elektrycznym. Oprócz elektromagnesu drugim ważnym elementem takiego zamka jest stalowa zasuwa na sprężynach. Kiedy zamek jest zamknięty zasuwa jest wsunięta w otwór w drzwiach a sprężyny nie są ani ściśnięte ani rozciągnięte. Gdy naciskamy przycisk otwierający drzwi zamykamy obwód. Przez elektromagnes zaczyna płynąć prąd. W konsekwencji czego wytwarza on pole magnetyczne przyciągając zasuwę i otwierając drzwi a jednocześnie rozciągając sprężyny. Po przerwaniu obwodu sprężyny wracają do pierwotnego kształtu przeciągając zasuwę z powrotem do zamka i zamykając drzwi. Innym przykładem zastosowania elektromagnesu jest też szkolny dzwonek. Spójrzmy na jego schemat. W chwili włączenia dzwonka czyli zamknięcia obwodu tak, jak w przypadku zamka elektromagnes zaczyna wytwarzać pole magnetyczne. Przyciąga ono płytkę do której przymocowany jest młoteczek który uderza w czaszę dzwonka. To przyciąganie powoduje jednak przerwanie obwodu czyli prąd przestaje płynąć. Elektromagnes przestaje wytwarzać pole płytka z młoteczkiem opada i obwód się zamyka. Znowu płynie prąd, powstaje pole młoteczek uderza i tak w kółko aż do wyłączenia dzwonka. Jak dla mnie genialne w swej prostocie. Elektromagnesy znajdziemy w wielu urządzeniach znanych nam z codziennego życia. Mają zastosowanie na przykład w dźwigu elektromagnetycznym kolei magnetycznej czy silniku elektrycznym. O tym ostatnim urządzeniu dokładniej opowiemy w innej lekcji tej playlisty. Elektromagnes jest zwojnicą z rdzeniem z ferromagnetyka który nie ulega trwałemu namagnesowaniu. Kiedy przez zwojnicę płynie prąd wytwarza ona pole magnetyczne które jest wzmacniane przez rdzeń. Po wyłączeniu prądu elektromagnes przestaje wytwarzać pole magnetyczne. Na koniec chciałam poinformować że zespół pistacji nie ponosi odpowiedzialności za rozkręcone w celach badawczych szkolne dzwonki. Zapraszamy jednak serdecznie na inne magnetyczne filmy z tej playlisty.

Lista wszystkich autorów

Lektor: Dobrawa Szlachcikowska

Konsultacja: Anna Soliwocka

Grafika podsumowania: Patrycja Ostrowska

Materiały: Dobrawa Szlachcikowska

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Napisy: Klaudia Abdeltawab, Раїса Скорик

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński

Produkcja:

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie:

Pavel Danilyuk (Licencja Pexels)
Dub (Domena publiczna)
Freepik (Licencja Flaticon)
TreeOfKnowledge (Domena publiczna)
HNH (CC BY-SA 3.0)
ЮК (Domena publiczna)
Zureks (CC BY-SA 3.0)
Smashicons (Licencja Flaticon)
Xaaxll (CC BY-SA 3.0)
LEEROY Agency (Licencja Pixabay)
Michael Schwarzenberger (Licencja Pixabay)
Freepik (Licencja Freepik)

Licencja:

Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej

cc-by-nc-sa.svg