Як створити магнітне поле у ​​домашніх умовах. Як виготовити електромагніт

Усі в дитинстві любили грати магнітам: або притягуючи їх один до одного, або відштовхуючи, а також примагнічуючи різні металеві об'єкти, катаючи через перешкоди. Але то був магніт, і це було дитинство. Стаючи дорослими, ми змінюємо потреби та інтереси, але будь-якої миті може виникнути потреба в електромагніті, якого просто немає під руками. У цій статті спробуємо розібратися в тому, як зробити електромагніт із підручних засобів.

Що таке електромагніт?

Загалом під магнітом розуміється якийсь об'єкт, який формує магнітне поле. А електромагніт - це пристрій, який виконує ті ж функції, що і простий магніт, але за рахунок вже електричного струму. Іншими словами, без електрики подібний пристрій не працюватиме.

Що знадобиться?

Для самостійного виготовлення такого пристрою знадобляться:

1. Цвях.
2. Котушка з мідним дротом середніх розмірів.
3. Вимикач.
4. Блок живлення.
5. Паяльник.
6. Ножиці.

Який має бути цвях?

Якщо всі компоненти є в наявності і прийнято однозначне рішення про те, що варто випробувати на практиці, як зробити електромагніт у домашніх умовах, то насамперед визначаємося із "серцем" усієї конструкції - із цвяхом. Якщо питання про вибір саме цвяха, а чи не, припустимо, болта, такий вибір пов'язані з його геометричними формами: він круглий і рівний. Форма стрижня майбутнього електромагніта має бути кривою і, тим паче, квадратної. Також слід враховувати, що довжина цвяха має бути достатньою для намотування дроту, наприклад, 120 мм.

Як зробити котушку?

І ось цвях підібраний, а це означає, що тепер необхідно намотати на нього дріт. Як зробити електромагніт зі звичайного цвяха та мідного дроту? Дуже легко. Головне - намотувати дріт щільно, рядами, що прилягають один до одного (зробити це необхідно, як мінімум, у 4 шари). Дану операцію слід виконувати досить обережно, щоб не допустити розриву, бо такий електромагніт працювати не буде.

Як підключити?

Пристрій працює від електроенергії, тому конструкцію, що вийшла, необхідно підключити до На першому етапі ми визначилися, що наш магнітний пристрій буде працювати від блока живлення, але, з іншого боку, його можна зробити портативним, якщо використовувати батарейку. Отже, розглянемо останній етап того, як зробити електромагніт. Котушка готова і в неї залишилися два вільні кінці мідного дроту. Їх необхідно підключити до джерела електроенергії, а краще припаяти, щоб зафіксувати контакт. Також для зручності поводження з ним можна встановити вимикач, який дозволить його вмикати лише за необхідності.

Як працює?

Принцип дії створеного пристрою простий. На котушку, що складається із стрижня та мідного дроту, подається енергія, внаслідок чого котушка намагнічується. Все дуже просто! І ви тепер знаєте, як зробити електромагніт самостійно. Такі знання неодмінно знадобляться!

Як зробити потужний електромагніт?

Якщо потрібно зробити пристрій набагато потужнішим, ніж вийшло, то для цього необхідно збільшити котушку. Це досягається за рахунок збільшення кількості витків та кількості шарів.

Електромагніт є особливий тип магніту, в якому магнітне поле створюється за допомогою впливу електричного струму на цей магніт. За відсутності струму магнітне поле зникає, і така особливість буває корисною у багатьох галузях електротехніки.

Електромагніт є досить простим приладом, тому його виготовлення досить простим і недорогим заняттям. Навіть у деяких школах показують учням основну техніку виготовлення електромагнітів за допомогою дроту, цвяха та акумулятора. І учні з подивом дивляться, як швидко збудований електромагніт піднімає легкі металеві предмети, такі як скріпки для паперів, шпильки та цвяхи. Але ви можете також самостійно зробити потужний електромагніт постійного струму, який у кілька разів сильніший, ніж ті, що роблять у класах.

Отже, для початку покладіть пальці на провід за 50 сантиметрів від кінця. Оберніть дріт навколо верхньої частини сталевого штиря (можна взяти великий цвях), починаючи з місця, де ваші пальці лежать на дроті. Виконуйте обмотку плавно і акуратно до кінця штиря. Дійшовши до кінця, починайте обмотувати провід поверх першого шару, роблячи нову обмотку у напрямку верху штиря. Потім знову обертайте дріт назад по штирю у напрямку його низу, роблячи другий шар. Відріжте дріт від котушки, залишивши 50-сантиметровий шматок дроту в нижній частині штиря.

Далі підключіть верхній мідний провід до негативної клеми, а нижній – до позитивної клеми акумулятора. Переконайтеся, що дроти добре контактують з клемами. Бажано мати кнопку увімкнення акумулятора, або можна поставити контактор на один з кінців дроту, щоб подавати живлення на електромагніт, замикаючи ланцюг, коли це необхідно. Після успішного збирання перевірте працездатність електромагніту, підносячи до нього різні металеві предмети.

Слід зауважити, що чим потужніший акумулятор ви використовуєте, тим потужнішим буде і ваш електромагніт. Збільшення напруги акумуляторної батареї та використання більшої кількості шарів електромагнітної котушки збільшує потужність електромагніту. Але при цьому потрібно стежити за станом дроту, оскільки він може сильно нагріватися, що зрештою може бути небезпечним. Якщо товщина дроту буде невеликою, то такий дріт генеруватиме більше тепла.

.
   Якщо Ви хочете, щоб цікаві та корисні матеріали виходили частіше, і було менше реклами,
   Ви можете підтримати наш проект, пожертвувавши будь-яку суму його розвитку.

Незалежно від того, для чого людині знадобився магніт, її легко можна зробити в домашніх умовах. Коли під рукою така штука, з її допомогою можна не тільки потішитися, піднімаючи зі столу різні дрібні залізяки, а й підшукати їй корисне застосування, наприклад, знайти голку, що впустила на килим. З цієї статті ви дізнаєтесь, як легко можна зробити електромагніт своїми руками в домашніх умовах.

Трохи фізики

Як ми пам'ятаємо (або не пам'ятаємо) з уроків фізики, щоб перетворити електричний струм у магнітне поле, потрібно створити індукцію. Індуктивність створюється за допомогою звичайної котушки, всередині якої це поле виникає і передається на сталевий осердя, навколо якого виконана обмотка котушки.

Таким чином, залежно від полярності, один кінець осердя випромінюватиме поле зі знаком «мінус», а протилежне – зі знаком «плюс». Але на візуальні магнетичні здібності полярність жодним чином не впливає. Отже, коли з фізикою покінчено, можна розпочати рішучі дії зі створення найпростішого електромагніту своїми руками.

Матеріали для виготовлення найпростішого магніту

Насамперед нам знадобиться будь-яка котушка індуктивності з намотаним на сердечник мідним проводом. Це може бути звичайний трансформатор із будь-якого блоку живлення. Відмінним засобом для створення електромагнітів є обмотка навколо звуженої тильної частини кінескопів старих моніторів або телевізорів. Нитки провідників у трансформаторах захищені ізоляцією, що складається з майже невидимого шару спеціального лаку, що перешкоджає проходженню електричного струму, що якраз нам і потрібно. Крім зазначених провідників, для створення електромагніту своїми руками також потрібно приготувати:

1. Звичайну батарейку на півтора Вольта.
2. Скотч або ізоленту.
3. Гострий ножик.
4. Цвях сотку.

Процес виготовлення найпростішого магніту

Починаємо з вилучення проводів із трансформатора. Як правило, його середина знаходиться усередині сталевого обрамлення. Можна, знявши поверхневу ізоляцію на котушці, просто розмотувати провід, протягуючи його між рамами та котушкою. Оскільки нам не знадобиться багато дроту, цей спосіб тут найприйнятніший. Коли ми вивільнили достатню кількість дроту, робимо таке:

1. Намотуємо вилучений з котушки трансформатора провід навколо цвяха, який служитиме нашому електромагніту сталевим сердечником. Витки бажано робити якнайчастіше, щільно притискаючи їх один до одного. Не забуваємо на початковому витку залишити довгий кінець дроту, за допомогою якого електромагніт буде запитуватися до одного з полюсів батареї.
2. Коли дійшли до протилежного кінця цвяха, залишаємо довгий провідник для запитки. Надлишки дроту обрізаємо ножем. Щоб спіраль, намотана нами, не розпускалася, можна обмотати її скотчем чи ізолентою.
3. Зачищаємо обидва кінці дроту, що йде від цвяха з намотуванням, від ізоляційного лаку ножем.
4. Один кінець зачищеного провідника притуляємо до плюс батарейки і прихоплюємо його скотчем або ізолентою так, щоб контакт добре зберігався.
5. Інший кінець тим самим способом примотуємо до мінуса.

Електромагніт готовий на роботу. Розкидавши по столу металеві скріпки чи кнопки, можна перевірити його працездатність.

Як виготовити потужніший магніт?

Як своїми руками зробити електромагніт із потужнішими магнетичними властивостями? На силу магнетизму впливає кілька чинників, і найголовнішим є потужність електричного струму батареї, яку ми використовуємо. Наприклад, виготовивши електромагніт із квадратної батарейки на 4,5 вольт, силу його магнітних властивостей збільшимо втричі. 9-вольтова крона дасть ще потужніший ефект.

Але не варто забувати, що чим сильніший електричний струм, тим більше потрібно витків, оскільки опір при малій кількості витків буде занадто сильним, що призведе до сильного нагрівання провідників. При сильному їх нагріванні ізоляційний лак може почати плавитися, витки почнуть коротити один на одного або на сталевий осердя. І те, й інше рано чи пізно призведе до короткого замикання.

Також сила магнетизму залежить від кількості витків навколо сердечника магніту. Чим їх буде більше, тим сильнішим буде поле індукції, і тим сильнішим буде магніт.

Виготовляємо потужніший магніт

Спробуємо зробити своїми руками електромагніт на 12 вольт. Харчуватиметься він від мережевого блоку живлення на 12 вольт або від 12-вольтового автомобільного акумулятора. Для його виготовлення нам знадобиться набагато більша кількість мідного провідника, тому слід спочатку витягти з заготовленого трансформатора внутрішню котушку з мідним проводом. Болгарка - найкращий засіб для її вилучення.

Що нам знадобиться для виготовлення:

• Сталева підкова від великого навісного замку, яка послужить нам осердям. В даному випадку примагнічувати залізяки можна буде обома його кінцями, що ще більше збільшить підйомну здатність магніту.
• Котушка з мідним дротом у лаковані ізоляції.
• Ізоляційна стрічка.
• Непотрібний блок живлення на 12 вольт або автомобільний акумулятор.

Процес виготовлення потужного 12-вольтового магніту

Звичайно, в ролі осердя можна використовувати і будь-який інший масивний сталевий штир. Але підкова від старого замку підійде якнайкраще. Її вигин буде служити своєрідною ручкою, якщо ми почнемо піднімати вантажі, що володіють великою вагою. Отже, у разі процес виготовлення електромагніту своїми руками наступний:

1. Намотуємо дріт із трансформатора навколо однієї з підків. Витки кладемо якомога щільніше. Вигин підкови трохи заважатиме, але нічого страшного. Коли закінчується довжина сторони підкови, укладаємо витки в протилежний бік поверх першого ряду витків. Робимо загалом 500 витків.
2. Коли обмотка однієї половини підкови готова, обмотуємо її одним шаром ізольенти. Початковий кінець дроту, призначеного для живлення від джерела струму, виводимо у верхню частину майбутньої ручки. Обмотуємо нашу котушку на підкові ще одним шаром ізольенти. Інший кінець провідника примотуємо до згинається серцевини ручки і з іншого боку робимо ще одну котушку.
3. Намотуємо дріт на протилежний бік підкови. Робимо так само, як і у випадку з першою стороною. Коли 500 витків укладено, також виводимо кінець дроту для запитки від енергоджерела. Кому незрозуміло, порядок дій добре показаний у цьому відео.

Заключна стадія виготовлення електромагніту своїми руками – підживлення до енергоджерела. Якщо це акумулятор, нарощуємо кінці зачищених провідників нашого електромагніта за допомогою додаткових проводів, які приєднуємо до клем акумулятора. Якщо це блок живлення, відрізаємо штекер, що йде на споживач, зачищаємо дроти і кожного прикручуємо по дроту від електромагніту. Ізолюємо ізолентою. Включаємо блок живлення до розетки. Вітаємо. Ви зробили своїми руками потужний електромагніт на 12 вольт, який може піднімати вантажі понад 5 кг.

Такий пристрій зручно тим, що його роботою легко керувати за допомогою ел/струму – змінювати полюси, силу тяжіння. У деяких питаннях воно стає справді незамінним, а часто використовується як конструктивний елемент різних саморобок. Своїми руками зробити простий електромагніт нескладно, тим більше, що практично все необхідне можна знайти в кожному будинку.

• Будь-який відповідний зразок із заліза (воно добре магнітиться). Це буде осердя електромагніту.
• Дріт – мідний, обов'язково з ізоляцією, щоб запобігти прямому контакту двох металів. Для саморобного ел/магніту рекомендований переріз – 0,5 (але не більше 1,0).
• Джерело постійного струму - батарейка, АКБ, БП.

Додатково:

• Сполучні дроти для підключення електромагніту.
• Паяльник або ізолятор для фіксації контактів.

Це загальна рекомендація, оскільки електромагніт виготовляється з певною метою. Виходячи з цього і підбираються складові схеми. А якщо він робиться в домашніх умовах, то якогось стандарту і бути не може – підійде все, що є під рукою. Наприклад, стосовно першого пункту як осердя часто використовують цвях, дужку замка, відрізок сталевого стрижня - вибір варіантів великий.

Порядок виготовлення

Обмотка

Мідний провід акуратно, виток за витком, накручується на сердечник. За такої скрупульозності ККД електромагніта буде максимально можливим. Після першого «проходу» за залізним зразком дріт укладається другим шаром, іноді третім. Це залежить від того, яка потужність пристрою потрібна. Але напрямок намотування має бути незмінним, інакше відбудеться «розбалансування» магнітного поля, і електромагніт навряд чи щось зможе притягти до себе.

Щоб зрозуміти зміст процесів, що протікають, досить згадати уроки фізики з курсу середньої школи – електрони, що рухаються, створювані ними ЕМП, напрямок його обертання.

Після закінчення намотування дріт обрізається так, щоб висновки було зручно підключити до джерела живлення. Якщо це батарейка, то прямо. При використанні БП, акумулятора або іншого приладу знадобляться з'єднувальні дроти.

Що врахувати

З кількістю шарів є певні складнощі.

• Зі збільшенням витків підвищується реактивний опір. Отже, сила струму почне знижуватися, а тяжіння стане слабкішим.
• З іншого боку, підвищення номіналу струму викликає нагрівання обмотки.

Саме тому орієнтуватися на сторонні поради «бувалих і тих, хто побачив» не варто. Є конкретний сердечник (зі своєю магнітною провідністю, розмірами, перетином), дріт та джерело живлення. Тому доведеться експериментувати, домагаючись оптимального поєднання таких параметрів, як струм, опір та температура.

Детально принцип дії роботи електромагніта описаний у наступному відео:

Підключення

• Зачищає висновки «мідячки». Дріт спочатку покритий кількома шарами лаку (залежно від марки), а він, як відомо – ізолятор.
• Спаювання мідного та сполучного проводів. Хоча це і неважливо - можна зробити скручування, ізолювавши її або клейкою стрічкою.
• Фіксація других кінців дротів на затискачах. Наприклад, типу "крокодил". Такі знімні контакти дозволять легко змінювати полюси електромагніту, якщо це знадобиться у процесі його застосування.

• Для виготовлення потужного електромагніту домашні умільці часто використовують котушку від МП (магнітного пускача), реле, контакторів. Вони є і 220, і 380 в.

Залізний сердечник підібрати за її внутрішнім перерізом нескладно. Для зручності управління у схему необхідно включити реостат (змінний опір). Відповідно, такий ел/магніт підключається до розетки. Сила тяжіння регулюється зміною R ланцюга.

• Можна підвищити потужність електромагніту за рахунок збільшення перерізу осердя. Але лише до певних меж. І тут доведеться експериментувати.

• Перед тим, як робити ел/магніт, необхідно переконатися, що вибраний зразок заліза для цього підходить. Перевірка досить проста. Береться простий магнітик; у будинку багато чого є на таких «присосках». Якщо він притягне підібрану для осердя деталь, можна використовувати. При негативному чи слабкому результаті краще пошукати інший зразок.

Зробити електромагніт досить легко. Все інше залежить від терпіння та кмітливості майстра. Можливо, щоб отримати те, що потрібно, доведеться поекспериментувати – з напругою живлення, перетином дроту тощо. Будь-яка саморобка вимагає не лише творчого підходу, а й часу. Якщо його не пошкодувати, то чудовий результат забезпечений.

Електромагніт - це магніт, який працює (створює магнітне поле) тільки при протіканні через котушку електричного струму. Щоб зробити потужний електромагніт, потрібно взяти магнітопровід і обмотати його мідним дротом і просто пропустити струм цим дротом. Магнітопровід почне намагнічуватись котушкою та почне притягувати залізні предмети. Хочете потужний магніт – піднімайте напругу та струм, експериментуйте. А щоб не мучитися і не збирати магніт самому, можна просто дістати котушку з магнітного пускача (вони бувають різні, на 220/380В). Дістаєте цю котушку і вставляємо всередину шматок будь-якої залізяки (наприклад, звичайний товстий цвях) і включаємо в мережу. Ось це буде по-справжньому хороший магніт. А якщо у вас немає можливості дістати котушку із магнітного пускача, то зараз розглянемо, як зробити електромагніт самому.

Для складання електромагніту вам знадобляться дріт, джерело постійного струму та сердечник. Тепер беремо наш сердечник і мотаємо мідний дріт на нього (краще виток витку, а не в навал – збільшиться коефіцієнт корисної дії). Якщо хочемо зробити сильний електро магніт, то мотаємо в кілька шарів, тобто. коли намотали перший шар, переходимо в другий шар, а потім мотаємо третій шар. При намотуванні враховуйте, що те, що ви намотаєте, ця котушка має реактивний опір, і при протіканні через цю котушку буде проходити менший струм при реактивному опорі. Але теж враховуйте, нам потрібен і важливий струм, тому, що ми будемо струмом намагнічувати сердечник, який служить як електромагніт. Але великий струм сильно нагріватиме котушку, по якій протікає струм, так що співвіднесіть ці три поняття: опір котушки, струм і температура.

При намотуванні дроту оберіть оптимальну товщину мідного дроту (десь 0,5 мм). А можете й поекспериментувати, враховуючи, що чим менший переріз дроту, тим більше буде реактивний опір і відповідно протікатиме струм менший. Але якщо ви будете мотати товстим дротом (приблизно 1мм), було б добре, т.к. чим товстіший провідник, тим сильніше магнітне поле навколо провідника і плюс до всього протікатиме більший струм, т.к. реактивний опір буде меншим. Так само струм залежатиме і від частоти напруги (якщо від змінного струму). Так само варто сказати пару слів про шари: чим більше шарів, тим більше магнітне поле котушки і тим сильніше намагнічуватиме сердечник, т.к. при накладенні шарів магнітні поля складаються.

Добре, котушку намотали, і сердечник усередину вставили, тепер можна приступити до подачі напруги на котушку. Подаємо напругу і починаємо збільшувати її (якщо у вас блок живлення з регулюванням напруги, то плавно піднімайте напругу). Слідкуємо при цьому, щоб наша котушка не грілася. Підбираємо напругу таку, щоб при роботі котушка була злегка теплою або просто теплою - це буде номінальний режим роботи, а також можна буде дізнатися номінальний струм і напруга, замірявши на котушці і дізнатися споживану потужність електромагніту, перемноживши струм і напругу.

Якщо ви збираєтеся вмикати від розетки 220 вольт електромагніт, спочатку обов'язково виміряйте опір котушки. При протіканні через котушку струму в 1 Ампер опір котушки має бути 220 ом. Якщо 2 Ампера, то 110 Ом. Ось як вважаємо СТРУМ = напруга / опір = 220/110 = 2 А.

Все, увімкнули пристрій. Спробуйте піднести гвоздик чи скріпку – вона має притягнутися. Якщо погано притягується або дуже погано тримається, то домотайте шарів п'ять мідної дроту: магнітне поле збільшиться і опір збільшиться, а якщо опір збільшиться, то номінальні дані електромагніту зміняться і потрібно буде переналаштувати його.

Якщо хочете збільшити потужність магніту, то візьміть підковоподібний осердя і намотайте провід на дві сторони, таким чином вийде маніт-підкова, що складається з осердя і двох котушок. Магнітні поля двох котушок складуться, а отже, магніт у 2 рази працюватиме потужніше. Велику роль грає діаметр і склад осердя. При малому перерізі вийде слабкий електромагніт, хоч якщо ми і подамо високу напругу, а от якщо збільшимо переріз серця, то в нас вийде хороший електромагніт. Та якщо ще сердечник буде зі сплаву заліза і кобальту (цей сплав характеризується гарною магнітною провідністю), то провідність збільшиться і за рахунок цього сердечник краще намагнічуватиметься полем котушки.

Висновки:

1. Якщо хочемо зібрати потужний електромагніт, то мотаємо максимальну кількість шарів (діаметр дроту не такий важливий).
2. Сердечник найкраще взяти підковоподібний (потрібно тільки буде запитати 2 котушки).
3. Сердечник має бути зі сплаву заліза та кобальту.
4. Струм по можливості повинен протікати якнайбільший, тому що саме він створює магнітне поле.