ELECTROMAGNETISM

1. ELECTROMAGNETISM ELECTROMAGNETISM Autori: Nartea Constantin Fumea Adelina – Georgiana Coordonatori: Chiriacescu Fabiola Chiriacescu Bogdan Dihoru Adina Grupul Şcolar Tehnic Nehoiu ELECTROMAGNETISM

2. În vremea lui Thales din Milet se ştia că bucăţele dintr-o rocă aflată lângă cetatea antică Magnesia, numită - de aceea - magnetită, atrag corpurile din fier, ceea ce face ca fierul să ajungă la rândul lui, într-o stare de magnetizare, dacă a fost în contact cu acel minereu. Proprietăţi magnetice mai au şi circuitele electrice parcurse de curent. Descoperirea acestuilucru a pus bazele unui nou domeniu în fizică, electromagnetismul. Vom încerca să punctăm câteva aplicaţii ale fenomenelor magnetice produse demagneţi permanenţi sau electromagneţi.

3. Există un punct pe Pământ unde acul magnetic să indice cu ambele capete acelaşi pol? Da există! Polii magnetici ai Pământului nu corespund polilor geografici. Dacă acul magnetic este plasat la polul Nord el va avea vârfurile îndreptate spre polul cel mai apropiat, adică spre polul sud. Prin urmare în orice direcţie ai pleca de la polul nord vei ajunge inevitabil la polul Sud, acelaşi lucru se întâmplă şi pentru polul Sud când ambele capete ale acului magnetic se vor îndrepta spre Nord. Experiment Obiectivul acestui experimt este de a demonstra relaţia dintre electricitate şi magnetism.Vă vom arăta cum să folosim electricitatea pentru a magnetiza metale. Materiale necesare:  câţiva dm. de sârmă izolată, o baterie de 6 volţi,  un cui sau un bold,  un magnet permanent,  mici obiecte metalice (agrafe de hârtie, pioneze). Cum construim electromagnetul: Începem de la un capăt al cuiului şi înfăşurăm în mici spire în jurul cuiului. Spirele trebuiesc strânse în jurul cuiului.Atinge capetele firelelor la terminaţiile batariei. Apropie capătul cuiului de unul din obiectele de metal. Obiectul trebuie să fie atras de cui. Vezi cât de multe obiecte poţi ridica. Acum încearcă să înfăşori mai multe spire peste cele deja înfăşurate. Firele trebuiesc înfăşurate în acelaşi mod ca înainte. Atinge din nou firele de terminaţiile bateriei şi vezi câte obiecte poţi ridica acum. Acum să determinăm care capăt al electromagnetului este nordul şi care este sudul. Apropiaţi polul nord al magnetului permanent (p.m.) de unul dintre capetele cuiului. Este atras sau respins de către magnet? Dacă electromagnetul este respins de P.M., atunci este polul nord al electromagnetului; dacă electromagnetul este atras de magnet (P.M.), atunci este polul sud. La fel cum se opun fenomenele aşa se opun şi polii.

4. Ce sunt electromagneţii? Orice bobină parcursă de curent electric care este dotată şi cu miez de fier, poartă numele de electromagnet. Unde sunt folosiţi electromagneţii şi ce rol au? Electromagneţii sunt folosiţi în industria siderurgică, turnătorii de oţel, pentru ridicarea şi transportarea greutăţilor mari din fier.

5. Macaraua electromagnetică transportă butoaie cu cuie

6. Ce se întâmplă atunci când curentul se întrerupe brusc? Atunci când curentul se întrerupe brusc bobina îşi pierde proprietăţile electromagnetice şi toată sarcina electromacaralei va cădea. Ce este de făcut? Pentru preîntâmpinarea unor astfel de accidente se folosesc nişte sisteme de siguranţă din oţel care împiedică sarcina să cadă. Se pot transporta mase de fier incandescent cu astfel de macarale? Nu, pentru că fierul incandescent îşi pierde proprietăţile magnetice.

7. Cum ne ajută electromagneţii în agricultură? Ne ajută să selecţionăm seminţele plantelor de cultură. Dacă presărăm pilitură de fier peste seminţele cerealelor neselecţionate aceasta se va prinde de seminţele cu suprafeţele aspre ale buruienilor. La acţionarea electromagnetului aceasta va extrage doar seminţele de care s-a prins pilitura, adică seminţele buruienilor.

8. Cum putem să ne protejăm obiectele de forţele magnetice? Acest lucru este pe cât de simplu pe atât de curios. Fierul este cel care ne protejează de forţele magnetice. Ceasurile şi busolele au în interiorul carcasei un inel de fier care protejează mecanismul ceasului sau acul busolei de acţiunea forţelor magnetice din exterior. Care a fost reacţia oamenilor de ştiinţă la descoperirea acestei minuni: magnetul? Oamenii de ştiinţă au început a se lua la întrecere prin elaborarea mai multor proiecte de maşini sau motoare magnetice. Astfel scriitorul Cyrano de Bergerac şi-a imaginat proiectul unei maşini zburătoare care constă în: - O trăsură “uşoară” din fier şi un magnet puternic; eroul se suie în trăsură şi începe să arunce magnetul în sus; trăsura este atrasă de magnet iar eroul repetă mişcarea până ajunge pe Lună; acolo tot cu ajutorul magnetului aselenizează fără probleme.

9. Un alt proiect aparţine fizicianului rus, P.V.Veinberg, dar de această dată este vorba de o cale “ferată” magnetică: Un tunel din cupru din care aerul a fost scos afară pentru a nu încetini mişcarea; vagoanele erau nişte cilindrii din fier sub formă de trabuc dotate cu aparate de purificare a aerului; deasupra tunelului din loc în loc erau amplasaţi electromagneţi; lansarea vagoanelor în calea magnetică este asemănătoare cu “lansarea din tun”; vagonul nu se atinge nici de podea nici de tavan, datorită forţelor magnetice, pe de o parte şi greutăţii, pe de altă parte, până ce va fi oprit la destinaţie; acest proiect a fost experimentat la laboratorul rusesc de fizică din Tomsk.

10. Vagonul care goneşte fără frecare

11. John Wilkinson, episcopul din Chester a propus realizarea unui motor perpetuu constând: O coloană pe care era plasat un magnet puternic; două jgheaburi care se sprijină de coloană, unul deasupra celuilalt; cel de al doilea este curbat în interior iar cel de deasupra are un orificiu în partea superioară; o bilă este lansată pe jgheabul curbat, de aici ajunge la celălalt jgheab şi este atrasă de magnet; va cădea prin orificiul jgheabului superior şi-şi va relua mişcarea; acest lucru nu este posibil deoarece bila nu capătă o viteză suficient de mare ca să poată trece de curba din partea inferioară a jgheaburilor.

12. Perpetuum mobile magnetic

13. În ce domenii mai sunt folosiţi magneţii şi electromagneţii? Magneţii şi electromagneţii mai sunt folosiţi şi în lumea spectacolului: Pe scenă se află o cutie din lemn; la cererea scamatorului cineva din public vine şi ridică cutia; după câteva minute, după ce scamatorul a spus cuvintele magice, persoana respectivă este rugată să mai ridice încă o dată cutia dar nu mai reuşeşte; ce s-a întâmplat? fundul cutiei era dublat cu unul din fier iar la semnalul scamatorului a fost acţionat un electromagnet care atrăgea cutia de podea nemaiputând fi ridicată. O altă scamatorie seamănă foarte mult cu legendarul “Sicriu al lui Mahomed”: Un lanţ destul de gros legat de podea iar în capătul celălalt este prinsă o bilă mare de fier; la semnalul scamatorului bila începe să se ridice până când lanţul este întins perfect; pentru a-şi arăta puterea scamatorul se suie pe lanţ până ajunge la bilă; Ce se întâmplă ? la semnalul scamatorului un electromagnet situat pe tavan atrage bila astfel încât scamatorul se poate sui pe lanţ fără probleme.

14. Lanţul greu de fier stând în picioare

15. Mahomed Se spune că sicriul lui Mahomed pluteşte în aer fără a se atinge de podea, tavan sau unul din pereţi; acest lucru se poate realiza cu ajutorul magneţilor dar nu folosindu-ne de forţele de atracţie ale acestora când se realizează un echilibru instabil; există totuşi posibilitatea ca magneţii să se răsucească; pentru preîntâmpinarea acestui lucru ne folosim de nişte lamele din material nemagnetic.

16. Magneţii nu sunt folosiţi numai în agricultură, industrie sau spectacole ci şi înliteratură ca sursă de inspiraţie. Astfel romancierul L.Lasseoitz a descris bătălia dintre pământeni şi marţieni : În acea perioadă grea pentru pământeni aceştia şi-au adunat toate forţele şi tot armamentul de care dispuneau; spre surprinderea lor marţienii au venit cu un straniu mecanism care acoperea lumina soarelui; într-o clipă marţienii au răpit toate suliţele, săbiile şi tunurile învingându-i înaintea începerii luptei.

17. SFÂRŞIT