Ο ηλεκτρομαγνήτης είναι απλώς ένα πηνίο καλωδίων με ρεύμα που τρέχει μέσα από αυτό. Τα ηλεκτρόνια είναι σαν μικροσκοπικοί μαγνήτες και όταν κινούνται (όπως σε ένα ρεύμα), δημιουργούν μαγνητικό πεδίο. Ο πυρήνας σιδήρου αυξάνει το μαγνητικό πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη. Ο δακτύλιος δέχεται μεγαλύτερη μαγνητική δύναμη, η οποία τον ωθεί ψηλότερα. Όσο πιο κρύο είναι το δαχτυλίδι, τόσο λιγότερη αντίσταση υπάρχει και τόσο περισσότερο ρεύμα μπορεί να ρέει μέσα από αυτό. Περισσότερο ρεύμα σημαίνει μεγαλύτερο μαγνητικό πεδίο και ο δακτύλιος πηγαίνει ακόμα ψηλότερα!
Λεπτομέρειες:
Το δονούμενο δαχτυλίδι κάνει ένα μεταλλικό δαχτυλίδι να πηδά στον αέρα χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρομαγνήτη όπως αυτός που περιγράφηκε νωρίτερα. Στην πραγματικότητα πρόκειται για δύο ηλεκτρομαγνήτες σε έναν. Το σύρμα είναι τυλιγμένο γύρω από μια βάση από σίδηρο. Το καλώδιο συνδέεται με την ηλεκτρική ενέργεια και όταν ρέει ρεύμα στο σύρμα, το σίδερο γίνεται πολύ ισχυρός μαγνήτης. Ο δεύτερος μαγνήτης είναι ένας μεταλλικός δακτύλιος. Αυτός βρίσκεται στην κορυφή της σιδερένιας βάσης. Το μαγνητικό πεδίο από το σίδερο στη βάση προκαλεί τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας γύρω από τον δακτύλιο. Ο ηλεκτρισμός στο δαχτυλίδι ονομάζεται περιστρεφόμενο ρεύμα. Το περιστροφικό ρεύμα προκαλεί το μεταλλικό δακτύλιο να γίνει μαγνήτης. Οι δύο ηλεκτρομαγνήτες είναι διατεταγμένοι έτσι ώστε οι βόρειοι πόλοι τους να δείχνουν ο ένας στον άλλο. Δύο βόρειοι πόλοι απωθούν ο ένας τον άλλον, οπότε η βάση και ο δακτύλιος ωθούν ο ένας τον άλλον μακριά. Δεδομένου ότι το δαχτυλίδι είναι πολύ ελαφρύ, ωθείται στον αέρα.
Όταν προσθέτετε μια πρόσθετη ράβδο σιδήρου στον ηλεκτρομαγνήτη, αυξάνει τη δύναμή του. (Αυτός είναι ο λόγος που χρησιμοποιήσαμε ένα καρφί στο προηγούμενο πείραμα ηλεκτρομαγνήτη.) Ένας ισχυρότερος μαγνήτης κάνει το δαχτυλίδι να πηδά πολύ ψηλότερα! Εάν προσθέσετε έναν δεύτερο δακτύλιο, ίσως να περιμένετε ότι δεν θα ανέβει τόσο ψηλά γιατί υπάρχει διπλάσια μάζα. Αλλά, υπάρχει επίσης διπλάσιο δαχτυλίδι για να μετατραπεί σε μαγνήτη που θα απωθηθεί και θα εκτοξευτεί εξίσου ψηλά.
Μπορούμε να κάνουμε το δαχτυλίδι να πηδήξει πολύ ψηλότερα χρησιμοποιώντας υγρό άζωτο για να γίνει πολύ κρύο. Όταν τα πράγματα είναι πολύ κρύα, ο ηλεκτρισμός μπορεί να ρέει πιο εύκολα. Δεδομένου ότι ο ηλεκτρισμός μπορεί να ρέει καλύτερα μέσω του δακτυλίου, ο δακτύλιος γίνεται ισχυρότερος μαγνήτης και πηδά πολύ ψηλότερα.
Αν κοπεί το δαχτυλίδι, δεν θα πηδήξει. Είπαμε ότι μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας στο σύρμα μπαίνει στο δαχτυλίδι για να γίνει μαγνήτης. Αλλά, ο ηλεκτρισμός πρέπει να ρέει σε έναν πλήρη κύκλο για να δημιουργήσει έναν μαγνήτη. Δεδομένου ότι υπάρχει διακοπή, το ρεύμα δεν μπορεί να πάρει όλη τη γύρω διαδρομή. Η εγκοπή εμποδίζει το δαχτυλίδι να μετατραπεί σε μαγνήτη.
|