Magnetisme 1

Hvad er magneter og magnetisme? | Kompasset | Elektromagnetisme | Induktion | Induktionsapparatet | Transformeren

 

Hvad er magneter og magnetisme?
I skabslåger, motorer, højttalere, på opslagstavler og mange andre steder er der magneter.



To små ekstremt kraftige neodym-magneter 
lavet af stål legeret med grundstoffet neodym.
Magneterne er fra et gammelt harddisk-drev.

Magneter tiltrækker nogle metaller og kemiske metalforbindelser, fx. jern, nikkel, kobolt og jernoxid. Under tiltrækningen bliver stofferne selv magnetiske og kan tiltrække ting. Men når magneten fjernes forsvinder magnetismen for det meste igen fra tingene - med mindre de da er lavet af stål eller legeringer, der kan holde på magnetismen.


Magnetisme i søm

 

En magnet har to poler, en nordpol og en sydpol.
Prøver man at sætte to nordpoler eller to sydpoler sammen, vil man opdage, det er svært. De frastøder hinanden.
Sætter man til gengæld en nordpol hen til en sydpol, tiltrækker de hinanden.

Magnetiske fænomener kalder vi magnetisme.


Frastødning og tiltrækning

Ved at banke på et stålstykke, der står skråt i nord/sydretning eller ved at stryge det med en magnet, kan man gøre stålstykket selv til en magnet.


Magnetisering

Inde i et stykke stål er der bitte små magneter i hobetal. Hvis stålet er umagnetisk, ligger småmagneterne hulter til bulter. Når det er gjort magnetisk, ligger de pænt ordnet som vist. I blødt jern, nikkel og lignende kan småmagneterne ikke blive liggende i orden, derfor mister disse materialer magnetismen umiddelbart efter, at de har været i berøring med en magnet.

 


Småmagneter

På figuren er en magnet knækket. Du kan se, at hvert enkelt stykke nu er en lille magnet med poler. Man kan ikke lave en magnet med blot en nordpol eller en sydpol:


Knækket magnet

Et magnetisk stålstykke kan man gøre umagnetisk igen ved at slå på det med en hammer eller ved at varme det kraftigt op. Begge dele skaber uorden i småmagneterne:


Afmagnetisering

 

 

Kompasset
Inde i jorden er en kæmpemagnet. Derfor vil en lille magnetisk nål, der kan dreje let, rette sig ind i retningen nord-syd, og vi har kompasset, som især søfolk i hundreder af år har brugt til at orientere sig efter på havet.


Jordens magnetfelt

 


Kompas

 

Elektromagnetisme


Elektromagnet af søm

Laver man en spole af isoleret kobbertråd omkring en jernstang (en jernkerne) og sætter strøm til spolen, bliver jernstangen magnetisk.


Elektromagnet med småmagneter

Ved at bruge tyk tråd, mange vindinger og stærk strøm kan man lave magneten meget kraftig. Man kan teoretisk set lave den lige så kraftig, man vil.


Magnetkran

Elektromagneter bruges et utal af steder: I tv-apparater, el-motorer, tændspoler, ringeklokker, måleapparater, relæer osv.

Dørklokker

 


Drejespoleinstrument

 

Elektromagnetisme blev opdaget af danskeren H.C.Ørsted i 1820.

Induktion
H.C.Ørsteds opdagelse af, at elektricitet kan skabe magnetisme, fik snart den engelske fysiker Faraday til at stille spørgsmålet: Kan magnetisme mon også frembringe strøm? 
I 1831 lykkedes det ham at vise, at hvis man bevæger en magnet ned i og op af en spole af ledning tilsluttet et galvanoskop, giver galvanoskopet udslag, dvs. der går strøm i kredsløbet af spole og galvanoskop.


Induktion

At lave el på den måde kalder vi induktion.
Denne opdagelse udløste et væld af eksperimenter med at lave el med magneter og spoler. Resultatet blev konstruktionen af dynamoen eller generatoren - en sand revolution - tænk bare på, hvor mange generatorer, vi har omkring os i dag. I biler, skibe, cykler, møller, kraftværker osv. 

For at få en god generator må man bruge en stærk magnet (måske en elektromagnet) og mange tykke vindinger i spolen, og magneten må bevæges hurtigt (hvornår lyser dynamolygten mest?).


Cykeldynamo

Den stærkeste strøm kan man få ved at bruge en elektromagnet - og en god generator ved at lade elektromagneten dreje hurtigt foran en spole med jernkerne. Det er princippet i de fleste generatorer. Man bruger som regel lidt af den strøm, man laver med sin generator til at forsyne elektromagneten. For at få gang i det hele kan der være et par små faste magneter til at lave "opstartsstrøm" til elektromagneterne med. 


Fred laver vekselstrøm

 

Her er kæmpe store dynamoer, generatorer, på Elmuseet i Tange.

Engang lavede de strøm til store dele af Midt-jylland.

De laver stadig støm, men nu kan de kun forsyne et lille område.

Induktionsapparatet
I stedet for at bevæge elektromagneten foran eller ind i spolen kan man også blot tænde og slukke for strømmen til den. Så dannes der strøm i kredsløbet med spolen.


Induktion med el-magnet

Ved at lave rigtig mange vindinger på spolen kan man få stor spænding (mange volt) på spolens poler. Sådan virker en tændspole til en benzinbil/motorcykel/knallert. Ved hjælp af den og nogle kontakter (platiner) laves tændrørets gnist, der antænder benzindampene i motorens cylinder.

Tændingssystem i bil. Tændspolen består af en elektromagnet og udenom en spole med mange vindinger. Platinkontakten tænder og slukker for strømmen til elektromagneten. Både når den tænder og slukker kommer der stor spænding på den spole, der er sluttet til tændrøret. Spændingen er størst, når strømmen afbrydes - da springer der en gnist over mellem tændrørets elektroder.

I skolens samling af apparater er nok også et induktionsapparat. Her virker den automatiske kontakt ligesom hammerafbryderen på et ringeapparat.


Induktionsapparat

Det er også ved hjælp af induktion, man får høj spænding på hegn omkring marker. Afbryderen her tænder og slukker for el-magneten ca. én gang pr. sekund.

Transformeren
Man kan også vælge at sende vekselstrøm fra elværket ind i elektromagneten. Så skifter strømmen retning 50 gange i sekundet. Det svarer til at tænde og slukke for strømmen lynhurtigt. Sådan gør man i en transformator (transformer), der bruges til at gøre vekselspænding større eller mindre med (transformere spændingen op og ned).


Transformer
Vi udnytter det også i en transformer (transformator). Den kan omsætte 230 V fra stikkontakten til lav spænding, måske 3 V eller 12 V.

I en adaptor til et apparat sidder der fx en transformer.

Adaptoren på billedet hører til det kamera, det er taget med.

Fra elværket sendes strømmen ud med 60.000 volt

I denne transformer laves 60.000 volt om til 10.000 volt

 

Her er transformere, der skal lave 10.000 volt om til 400 volt og 230 volt, som vi bruger i huse og virksomheder.

Fra elværket er man i færd med at sætte en ny transformer op.