Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
Teknikområde
Magnetism och
elektromagnetism
Magneter upptäcktes i staden Magnesia i Grekland.
Magneter kan dra till sig föremål som innehåller mycket järn (eller
kobolt eller nickel). Man kan tex. använda en magnet och ett
järnföremål för att plocka upp saker då föremålet också blir
magnetiskt.
Både koppar och aluminium är omagnetiska, precis som de flesta
ämnen. Permanenta magneter (ständiga) tillverkas ofta av stål (järn
med hög kolhalt). Man kan ha praktisk nytta av magneter.
Information på disketter, hårddiskar, betalkort och videoband lagras
Sidan 1 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
med hjälp av magnetism. Magneter används även för att sätta upp
saker på som kylskåpsdörren, whiteboardtavlor m.m
Kompassen innehåller en magnet som ställer in sig efter jordens
magnetiska kraftfält (jorden är nämligen en stor magnet). Eftersom
kompassnålens nordände ställer in sig mot norr, finns tydligen
jordens magnetiska sydände i norr.
Var försiktigt med magneter eller järnföremål i närheten så att du
inte påverkar kompassen.
De vanligaste magneterna är formade som stavar (stavmagneter).
De är oftast röd och vit målad. Den rödmålade änden kallas nordpol
och den vitmålade kallas sydpol.
En annan vanlig magnet är
hästskomagneten. Den är
starkare än en stavmagnet
pga. att polerna ligger
närmare varandra.
varandra.
Om du för två röda ändar mot varandra
stöter de bort varandra.
Man säger att de repellerar
Om du för en röd och vit ände mot varandra dras de mot varandra.
Man säger att de attraherar varandra.
Om du sågar itu en stavmagnet har du
fått två nya magneter.
Magnetisering
Sidan 2 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
Man magnetiserar föremål ut av järn genom att stryka med en
stavmagnet på föremålet. (Många gånger åt samma håll).
Magnetfält
En magnet omger sig med ett osynligt magnetfält, som
påverkar järnföremål utan att magneten behöver röra vid dem.
Häller man ut järnfilspån runt magneten kommer järnfilspånen att
ordna sig längs linjer.
Detta kallar man för magnetens fältlinjer.
Eftersom magnetfältet är starkast i
närheten av magnetens ändar, ligger
fältlinjerna tätare där (mer packat av
linjer).
De magnetiska fältlinjerna bildar
slutna banor.
Fältlinjerna går även inne i magneten.
Fältlinjerna går från nordänden till
sydänden.
Magnetfältet kring en ledare
Strömmen i ledaren ger upphov till ett magnetiskt fält. De
magnetiska fältlinjerna går runt ledaren i cirklar. Ju längre från
ledaren man kommer desto svagare blir magnetfältet. När man vill
rita ut magnetfältet kring en ledare så börjar man med att rita en
cirkel som föreställer ledaren sedd från kortänden.
Spolar
Sidan 3 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
En enkel spole gör man genom att linda en isolerad ledningstråd några
varv kring en penna. Spolen är alltså spiralformad och tråden är
oftast av koppar.
Om spolen kopplas till ett batteri, bildas ett magnetfält. Det
magnetfält som uppstår då det går ström genom en spole, påminner
om magnetfältet kring en stavmagnet.
Ju större strömmen är och ju fler varv spolen har, desto starkare
blir magnetfältet.
För
”nordände”
använda
att ta reda på vilket som är
på en spole, kan man
sig av en ”tumregel”.
Tumregeln: Man håller höger
hand över spolen så att fingrarna pekar i
strömmens riktning.
pekar tummen mot spolens nordände.
Då
Elektromagnetism
Elektrisk ström ger alltså upphov till ett
magnetfält.
Detta kan man använda sig av då man vill
tillverka en elektromagnet. Du kan själv
enkelt tillverka en elektromagnet genom
att linda en ledningstråd runt en spik som du
kopplar till ett batteri.
Elektromagneter används i många elektriska apparater tex.
ringklockor, bildrör till datorskärmar och tv-apparater, elmotorer,
magnetlås (dörrar) och lyftkranar. Inuti en elektromagnet är en
elledning lindad många varv runt ett järnstycke.
Sidan 4 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
När det går en stor ström genom lidningen uppstår ett mycket
kraftigt magnetfält
som gör elektromagneten magnetisk. När strömmen slås av är
elektromagneten inte magnetisk.
Tekniska lösningar - Vad använder vi elektromagneter till!?
Den elektriska ringklockan
Strömkretsen i en elektrisk ringklocka sluts och öppnas som följd av
växelverkan mellan en elektromagnet och ett järnstycke.
Sidan 5 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
Elmotorn
Av elmotorer finns
det många modeller,
men funktionen är samma för dem alla.
Dvs magnetfältet mellan en
elektromagnet och en
permanentmagnet.
Hur fungerar en elmotor då?
Vi vet att det kring en spole finns ett
magnetfält då det går en ström igenom
spolen och att detta har en nordpol och en sydpol. Spolens nordpol
kommer att stötas bort från magnetens nordpol och spolen vill då
vrida sig ett halvt varv. Strömmen kommer att ändra riktning och
spolen vill då vrida sig ytterligare ett halvt varv. Detta upprepas hela
tiden.
Bl.a. pappersmaskiner, hjulen på elektriska lok, hushållsmaskiner och
många leksaker snurrar med hjälp av elmotorer.
Sidan 6 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
Högtalare
från en förstärkare.
I de flesta högtalare alstras ljudet av en
papptratt som sätts i vibration med hjälp av
växelverkan mellan en spole och en
permanentmagnet.
Ljudet, som man hör från högtalaren, beror
på den ström, som leds till elektromagneten
Laboration 1
Titta på sidan 4. Bygg en enkel elektromagnet med hjälp av en
järnpinne, en isolerad tråd och ett batteri.
Undersök hur den fungerar och skriv ner dina resultat på s. 12.
Laboration 2
Konsten att bygga en elmotor
1. Börja med att läsa igenom hela laborationen.
2. Hämta sedan följande material:
Byggplatta
Lackerad koppartråd (Koppartråd som är isolerad med en
speciallack.)
5 st. synålar
1 st. kork
2 st. krokodilklämmor
2 st. el-sladdar med banankontakter
1 st. 4,5V batteri
U-magnet
3. Så här kommer det att se ut så småningom… Förutom Umagneten som inte är med.
Sidan 7 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
4. Börja med att sätta in en av nålarna i centrum i ändan av
korken, låt ca 2 cm stick ut.
5. Linda sedan koppartråden runtkorken. Låt ca 4 cm av bägge
ändarna sticka ut. Så här:
6. Tvinna sedan ändarna 1cm, låt de vara parallella (otvinnade) i 1,5
cm för att sedan bli tvinnade igen.
7. Nu kommer en klurighet…. Du skall med en kniv skrapa av lacken
på koppartråden på UTSIDAN av trådarna. HÄR! Dvs. där
trådarna inte är tvinnade. Låt lacken vara kvar överallt på
resten!
8. Nu skall nålarna sättas på plattan, så att nålen i änden av
korken vilar på 2 st. och där ni skrapat av lacken på
Sidan 8 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
koppartråden på 2 st. Det bör nu se ut så här!
9. Sätt en U-magnet över din motor.
10.
Sätt fast de två krokodilklämmorna till de nålar som
koppartråden vilar på. Koppla till sladdarna till batteriet.
Motorn är klar och kan behöva lite hjälp att snurra igång.
Laboration 3
Bygg en elektrisk ringklocka. Se extrablad.
Laboration 4
Bygg en högtalare
Uppgift
Att tillverka en högtalare. Ni får själva ”designa” den så att den blir
snyggast!
Material
Kartong, ritpapper, isolerad koppartråd,
liten magnet (med N och S på de platta sidorna),
tejp, limpistol etc.
Utförande
Sidan 9 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
1. Börja med att fundera ut hur en högtalare ser ut.
2. Gör en enkel ritning på nästa sida av er högtalare. Sätt ut mått.
När ni är klara med den och diskuterat med Johan så ska ni
göra en riktigt fin ritning på ett så kallat ”millimeterpapper”.
Sidan 10 av
12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
3. Börja med att tillverka högtalarlådan av kartong. Arbeta lugnt
så att den blir riktigt fin. Du måste kunna öppna den baktill för
att sätta in spolen.
4. Skär ut ett runt hål i högtalarlådan för pappkonen.
5. Tillverka en kon av ritpapper. Johan berättar hur. Dess
diameter ska vara något mindre än hålets diameter. Tejpa
konen löst i hålet. Konen ska kunna röra sig i takt med
ljudvågorna.
6. Gör en spole av koppartråd genom att linda den 30-40 varv runt
ett finger eller en penna. Låt koppartrådens ändar vara lösa.
Skrapa trådändarna med sandpapper eller en kniv. Fäst spolen
på konens spets med tejp.
7. Fäst koppartrådens ändar på baksidan av högtalaren.
8. Limma fast magneten så nära spolen som möjligt utan att nudda
den.
9. Koppla högtalaren till högtalaruttaget på en stereo och vrid
sakta upp volymen. För hög volym kan bränna upp spolen.
10.
Hur kan du göra för att förbättra din högtalare?
Sidan 11 av 12
Johan Månsson
Örkenedskolan, lönsboda
Klass 8K och 8L, 2011
Ex på högtalare
Sidan 12 av
12
