Succion magnétique
Ding dong ! Cette étude vous montre le fonctionnement de votre sonnette.
Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne une ancienne sonnette ? Ce Snack vous le démontre. Une bobine de fil conduisant du courant forme un électroaimant qui agit quasiment comme une barre aimantée. La bobine aimantera un clou de fer et l’attirera de façon très vigoureuse.
- Quarante pieds (12 mètres) de fil de sonnerie isolé
- Une paille en plastique d’environ 1/4 de pouce (6 mm) de diamètre coupée d’une longueur de cinq ou six pouces (13 à 15 cm)
- Une grande pile de 6 volts ; vous pouvez aussi utiliser un support de piles avec deux piles alcalines de type D mais l’effet sera moindre
- Le plus grand clou ordinaire possible (non inoxydable) qui rentre facilement dans la paille ; les clous lisses (brillants) sont les meilleurs
- Pince à dénuder
- Ciseaux (pas sur la photo)
- Deux pinces crocodiles d’environ 12 pouces (30 cm) de long
- Enroulez en serrant le plus possible de bobines de fil autour de la paille en laissant environ deux pouces (5 cm) de fil libre sur chaque extrémité.
- Utilisez les pinces à dénuder ou les ciseaux pour enlever environ un pouce de l’isolant à chaque extrémité, afin de mettre le fil à nu (voir la photo).
- Fixez une pince crocodile à chaque extrémité nue du fil.
Insérez le clou en partie dans la bobine et connectez brièvement à la pile les extrémités libres des fils de la pince à crocodile. Le clou devrait être aspiré dans la bobine.
Faites un pronostic de ce qui va arriver si vous inversez les fils reliés à la pile. Insérez à nouveau en partie le clou dans la bobine, connectez ensuite les fils de la pince à la pile, en inversant cette fois les bornes positives et négatives. Votre pronostic s’est-il avéré correct ?
Toute charge électrique en mouvement crée un champ magnétique autour d’elle. Une boucle de fil avec du courant crée un champ magnétique à travers la boucle. Vous pouvez augmenter la puissance de ce champ en empilant un grand nombre de boucles. Plus il y a de boucles, plus l’aimant est puissant. À l’image d’une barre aimantée, cette bobine de fil a maintenant un pôle nord et un pôle sud et est un électroaimant.
En raison de la rotation des électrons qui peuvent être comparés à des boules de charge en rotation, chaque atome agit comme un petit aimant. Habituellement, toutes ces « boucles » pointent dans différentes directions, donc le fer n’est pas totalement magnétique. Mais lorsque vous mettez un clou près du pôle sud de votre électroaimant, les pôles nord des atomes de fer seront attirés par le pôle sud de l’électroaimant et ils s’aligneront tous pour pointer dans la même direction. Le clou est maintenant aimanté avec ses pôles nord faisant face au pôle sud de l’électroaimant. Les pôles opposés s’attirent, de sorte que le clou est aspiré dans l’électroaimant.
Quand la direction du courant est inversée, les pôles de l’électroaimant s’inversent. Sachant cela, vous pourriez penser qu’un clou inséré dans la bobine serait maintenant repoussé par l’électroaimant. Mais quand vous essayez, le clou est à nouveau attiré et aspiré dans la bobine. Cela, parce que tous les atomes de fer du clou se réorientent pour s’aligner avec n’importe quel pôle proposé par l’électroaimant. Par conséquent, le clou sera toujours attiré par l’électroaimant et ne sera jamais repoussé.
Vous pouvez découvrir quelle extrémité de la bobine est le pôle nord magnétique à l’aide d’un compas magnétique ou en utilisant la règle de la main droite : serrez le poing de votre main droite, tenez-le parallèlement à la bobine et pointez votre pouce dans la direction de la circulation du courant (il circule toujours de la borne positive de la pile en direction de la borne négative de la borne ; votre pouce pointera en direction de l’extrémité nord de la bobine.
