Expérience d'électromagnétisme

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Batterie 6 volts
• Boussole magnétique
• Petit aimant permanent
• Bobine de fil magnétique de calibre 28
• Grand boulon, clou ou tige d'acier
• Ruban électrique

Fil magnétique est un terme désignant un fil de cuivre de faible épaisseur avec une isolation en émail au lieu d'une isolation en caoutchouc ou en plastique. Sa petite taille et son isolation très fine permettent d'enrouler de nombreux « tours » dans une bobine compacte.

Vous aurez besoin de suffisamment de fil magnétique pour enrouler des centaines de tours autour du boulon, du clou ou d'une autre forme d'acier en forme de tige.

Assurez-vous de sélectionner un boulon, un clou ou une tige qui est magnétique . L'acier inoxydable, par exemple, n'est pas magnétique et ne fonctionnera pas dans le cadre d'une bobine d'électro-aimant !

Le matériau idéal pour cette expérience est le fer doux , mais n'importe quel acier couramment disponible suffira.

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques , Volume 1, chapitre 14 :« Magnétisme et électromagnétisme »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Application de la règle de la main gauche
• Construction de l'électroaimant

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Enroulez une seule couche de ruban isolant autour de la barre d'acier (ou boulon ou courrier) pour protéger le fil de l'abrasion.

Continuez à enrouler plusieurs centaines de tours de fil autour de la barre d'acier, en rendant la bobine aussi uniforme que possible.

Il est acceptable de chevaucher le fil et d'enrouler le même style qu'un moulinet de pêche enroule le fil autour de la bobine.

La seule règle que vous devez suivre est que tous les tours doivent être enroulés autour de la barre dans le même sens (pas d'inversion du sens horaire au sens antihoraire !).

Je trouve qu'une perceuse à colonne fonctionne comme un excellent outil pour l'enroulement de bobines :serrez la tige dans le mandrin de la perceuse comme s'il s'agissait d'un foret, puis allumez le moteur de la perceuse à une vitesse lente et laissez-le faire l'emballage !

Cela vous permet de faire passer le fil sur la tige de manière très stable et uniforme.

Après avoir enroulé plusieurs centaines de tours de fil autour de la tige, enroulez une couche ou deux de ruban isolant sur la bobine de fil pour fixer le fil en place.

Grattez l'isolant en émail des extrémités des fils de la bobine pour la connexion aux cavaliers, puis connectez la bobine à une batterie.

Lorsque le courant électrique traverse la bobine, il produira un champ magnétique puissant :un « pôle » à chaque extrémité de la tige.

Ce phénomène est connu sous le nom d'électromagnétisme . Le compas magnétique est utilisé pour identifier les pôles « Nord » et « Sud » de l'électro-aimant.

Avec l'électro-aimant sous tension (connecté à la batterie), placez un aimant permanent près d'un pôle et notez s'il y a une force attractive ou répulsive.

Inversez l'orientation de l'aimant permanent et notez la différence de force.

L'électromagnétisme a de nombreuses applications, y compris les relais, les moteurs électriques, les solénoïdes, les sonnettes, les buzzers, les mécanismes d'imprimantes informatiques et les têtes d'écriture sur supports magnétiques (magnétophones, lecteurs de disque).

Vous remarquerez peut-être une étincelle importante chaque fois que la batterie est déconnectée de la bobine de l'électro-aimant :bien plus importante que l'étincelle produite si la batterie est simplement court-circuitée. Cette étincelle est le résultat d'une surtension de haute tension créée chaque fois que le courant est soudainement interrompu à travers la bobine.

L'effet est connu sous le nom de « kickback » inductif et est capable de délivrer un choc électrique faible mais inoffensif !

Pour éviter de recevoir ce choc, ne placez pas votre corps en travers de la coupure du circuit lors de la mise hors tension !

Utilisez une main à la fois lors de la mise hors tension de la bobine et vous serez parfaitement en sécurité.

Ce phénomène sera exploré plus en détail dans le prochain chapitre (Circuits DC).

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail de base sur l'électromagnétisme et l'induction électromagnétique