Как да създадем много мощен електромагнит

Електромагнитите изглеждат като магия: когато през намотка от медна жица, увита около желязна ос, протече ток, цялото съединение се превръща в силен магнит с ясно изразени северен и южен полюс. С увеличаване на тока се усилва магнитното поле – при достатъчна мощ електромагнитът надминава естествените магнити и се използва за вдигане на тежести, медицински сканирания и др.

Стъпка 1 – Проектиране

Тънката жица 20 AWG издържа около 3 A. При 12 V батерия това дава съпротивление 4 Ω (12 V / 3 A). Жицата има съпротивление 0,0119 Ω/фут, следователно общата дължина трябва да е 336 фута (≈ 102 м).

Стъпка 2 – Размери

Полуинчовият болт (≈ 0,131 фут обиколка) изисква около 2 566 навивки. Жица 30 AWG е с диаметър 0,032 инч, така че общата дебелина на намотката е около 1,376 инч. За оформяне използваме две 2‑инчови шайби.

Стъпка 3 – Сглобяване на основата

Поставете шайба върху болта, след това металната тръба и втора шайба. Прикрепете гайката и затегнете с гаечен ключ.

Стъпка 4 – Навиване

Започнете с около 60 см свободен конец, закрепете го с тиксо и започнете навиването. Равномерно навийте приблизително 2 000–2 500 навивки, докато изразходвате целите 336 фута жица. Оставете още 60 см конец и го закрепете с електрическа лента.

Стъпка 5 – Подготовка на контактите

Отстранете около 1 см емайл от краищата на жицата с нож, за да осигурите добър електрически контакт.

Свързване и тестване

Свържете краищата към двата полюса на автомобилната батерия. При 4 Ω натоварване ще протичат 3 A, което дава около 36 W мощност. Част от енергията се превръща в топлина, а останалата – в магнитно поле. Ефективността се определя експериментално, като се измери максималната тежест, която магнитът може да вдигне, и разстоянието, на което се усеща привличане.

Предупреждение

• Работете с ръкавици и защитни очила. При неправилно проектиране ток от 3 A може да доведе до прегряване и пожар.

Необходими материали

• Емайлирана медна жица 20 AWG
• Полуинчов болт, дълъг 6 инч
• Две 2‑инчови шайби (отвор ½ инч)
• ½‑инчова гайка
• Стоманена тръба, дължина 5,5 инч, вътрешен диаметър ½ инч
• 12‑волтова автомобилна батерия
• Два регулируеми гаечни ключа
• Електрическа лента
• Нож