| id |
c91e3331-0547-4721-9fc3-4f4a57e64ce7
|
| title |
Φυσική - Μαγνητισμός και Ηλεκτρομαγνητισμός - ΣΤ' Δημοτικού Επ. 21 /
|
| spellingShingle |
Φυσική - Μαγνητισμός και Ηλεκτρομαγνητισμός - ΣΤ' Δημοτικού Επ. 21 /
|
| publisher |
Υπουργείο Παιδείας και Θρησκευμάτων
|
| url |
https://www.youtube.com/watch?v=zKAPkyQYQj0&list=PLvLZ8duymN1Bdag3D9ibNaERK3A-nG3pI
|
| publishDate |
2020
|
| language |
el
|
| thumbnail |
http://oava-admin-api.datascouting.com/static/13af/6635/5385/7504/8db8/577b/6caf/ca4f/13af6635538575048db8577b6cafca4f.jpg
|
| format |
Video
|
| organizationType_txt |
Δημόσιος τομέας
|
| durationNormalPlayTime_txt |
1541
|
| genre |
Ανοικτά μαθήματα
|
| genre_facet |
Ανοικτά μαθήματα
|
| institution |
Υπουργείο Παιδείας
|
| asr_txt |
[♪ Μουσική Γεια σας παιδιά. Είμαι η Ράνια Αγγικοπούλου... ...ο Μαγνήτες. Ας ξεκινήσουμε όμως πρώτα με δύο παιχνίδια που σας έχω φέρει. Αυτό εδώ, βλέπουμε το αντικείμενο αυτό να αιωρείται, αν προσέξουμε βέβαια πιο προσεκτικά, θα δούμε ότι ακουμπάει στη μία ακρούλα και πάλι όμως δεν πάει να είναι το υπόλοιπο στον αέρα... ...και μάλιστα μπορώ και να το περιστρέψω και βλέπουμε ότι πράγματι δεν ακουμπάει πουθενά αλλού. Πώς μπορεί να συμβαίνει αυτό. Για να δούμε και το άλλο παιχνίδι. Έχουμε μία σφαίρα. Αν της δώσω μία ώθηση, αρχίζει και να ακολουθεί μία πορεία... ...και κάποια στιγμή καταλήγει σε ένα χρώμα. Αν το επαναλάβω, καταλήγει σε άλλο χρώμα. Θυμίζει έναν χαωτικό εκραιμέσο, όπως λέγεται. Πώς λειτουργεί όμως και το ένα παιχνίδι και το άλλο. Θα το διαπιστώσουμε στη συνέχεια, αφού μάθουμε λίγα πράγματα για τους μαγνήτες και τους ηλεκτρομαγνήτες. Και ξεκινάμε με τους μαγνήτες. Όλοι έχετε μαγνητάκια στο σπίτι σας, συνήθως τα κολλάμε πάνω στο ψυγείο... ...για να στολίσουν το ψυγείο, να μας θυμίσουν ταξίδια που έχουμε πάρει κάποιο μαγνητάκι αναμνιστικό... ...ή για να κρατήσουμε σημειωματάκια. Πόσα είδη μαγνητών υπάρχουν, υπάρχουν πάρα πολλά είδη μαγνήτη. Υπάρχουν αυτοί που μοιάζουν με ραβδό, και λέγονται ραβδόμορφοι μαγνήτες. Υπάρχουν αυτοί που μοιάζουν με πέταλο, και λέγονται πεταλοειδείς μαγνήτες. Αλλά υπάρχουν και σε οτιδήποτε άλλο σχήμα μπορείτε να φανταστείτε, όπως αυτός εδώ. Αυτός εδώ, στρογγυλός. Μαγνητάκια ψυγείου, σε ό,τι σχήμα. Ακόμα και λεπτό χαρτί μαγνητικό που μπορούμε να τυπώνουμε πάνω ακόμα και μια φωτογραφία μας. Ας δούμε λοιπόν τι κάνει ο μαγνήτης. Θα ξεκινήσουμε χρησιμοποιώντας το ραβδόμορφο μαγνήτη. Πλησιάζω τον μαγνήτη στους συνδετήρες και βλέπω ότι καταφέρνει να τους σηκώσει. Για να το επαναλάβουμε, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά πάλι τον μαγνήτη, αλλά δεν θα ακουμπήσει τους συνδετήρες. Βλέπουμε ότι ο μαγνήτης καταφέρνει να έλξει τους συνδετήρες ακόμα και από απόσταση. Δεν χρειάζεται να τους ακουμπάει. Ο μαγνήτης λοιπόν, έλκει τους συνδετήρες είτε με επαφή, είτε από απόσταση. Αυτή είναι μια ιδιότητα που έχει. Έλκει όμως όλα τα υλικά σώματα ο μαγνήτης. Πολλοί πιστεύουν ότι έλκει όλα τα μεταλλικά αντικείμενα. Θα το διαπιστώσουμε κάνοντας πειράματα, χρησιμοποιώντας υλικά που προτείνει το σχολικό σας βιβλίο, αλλά μπορείτε να δοκιμάσετε και με οτιδήποτε άλλο υλικό έχετε εύκαιρο. Θα δοκιμάσουμε ένα μολύβι, ξύλο. Βλέπουμε ότι δεν έλκεται από το μαγνήτη. Ένα κουτάλι, που είναι από υλικό ατσάλι. Ο μαγνήτης το έλκει. Γυαλί, ένα ποτηράκι. Βλέπουμε ότι ο μαγνήτης δεν έλκει το γυαλί. Δαχτυλίδι, ασημένιο. Ούτε το ασύμι έλκει ο μαγνήτης. Καλαμάκι, πλαστικό. Ούτε το καλαμάκι έλκεται από το μαγνήτη. Δαχτυλίδι, χρυσό. Ούτε το χρυσό δαχτυλίδι έλκεται από το μαγνήτη. Συνδετήρας, που είναι από σίδηρο, το είδαμε και πριν, έλκεται. Αλουμινόφυλλο, δεν έλκεται. Και τέλος, το χάλκινο σύρμα ενός καλωδίου, πάλι δεν έλκεται. Διαπιστώνουμε, λοιπόν, ότι δεν έλκονται όλα τα υλικά από το μαγνήτη, ούτε κάνουν όλα τα μέταλα. Από αυτά που δοκιμάσαμε, έλκονται μόνο ο σίδηρος και το ατσάλι. Αυτά τα υλικά, τα οποία έλκονται από το μαγνήτη, λέγονται σίδηρο-μαγνητικά υλικά. Και είναι ο σίδηρος και το ατσάλι που διαπιστώσαμε, όπως και το κοβάλτιο και το νικέλιο. Τα υπόλοιπα μέταλα δεν έλκονται από το μαγνήτη, παρότι περισσότερος κόσμος πιστεύει αυτό. Μπορώ να μαγνητήσω ένα υλικό. Όταν υπάρχουν μαγνήτες διαφόρων ειδών, υπάρχουν φυσικοί και τεχνητοί μαγνήτες. Φυσικοί είναι αυτοί που υπάρχουν από τη φύση μόνοι τους, τεχνητοί αυτοί που τους έστειξε ο άνθρωπος. Πώς μπορώ λοιπόν να μαγνητήσω ένα υλικό, να το κάνω να είναι μαγνήτης. Παίρνουμε το ψαλίδι, δοκιμάζουμε μήπως είναι ήδη μαγνήτης, δεν είναι. Και χρησιμοποιώντας έναν μαγνήτη στο μεταλλικό μέρος του, κάνω συνέχεια αυτή την κίνηση, με την ίδια φορά. Μετά από λίγη ώρα, διαπιστώνω ότι έχει μετατραπεί σε μαγνήτη. Μπορεί και έλκει τους συνδετήρες. Βέβαια, λίγες ώρες αργότερα θα έχει χάσει τις μαγνητικές του ιδιότητες, δεν είναι ένας μόνιμος μαγνήτης, όπως αυτός. Άλλη ιδιότητα του μαγνήτη, που είναι πιο ισχυρή η έλξη του, στα άκρα, στη μέση ή παντού. Θα χρησιμοποιήσουμε συνδετήρες. Πλησιάζω τους συνδετήρες στα άκρα, και βλέπω ότι τους έλκει. Δοκιμάζω και στο άλλο άκρο, και βλέπω ότι και πάλι η έλξη είναι ισχυρή. Δοκιμάζουμε στη μέση του μαγνήτη. Και βλέπουμε ότι δεν είναι τόσο ισχυρή η έλξη. Μήπως όμως αυτό συμβαίνει μόνο σε αυτό το μαγνήτη το ραβδόμορφο. Για να δοκιμάσουμε και στον πεταλόιδι. Οι άκρες, η μέση του. Πλησιάζω τους συνδετήρες στις άκρες, και βλέπω ότι τους έλκει. Πλησιάζω στη μέση του, και βλέπω ότι έλκει λίγους μαγνήτες, αλλά όχι τόσους πολλούς όσους τα άκρα. Άρα διαπιστώνουμε ότι η έλξη του μαγνήτη είναι πιο ισχυρή στα άκρα του. Στο ραβδόμορφο είναι αυτά τα άκρα, στον πεταλόιδι αυτά. Κι αυτά τα άκρα του ονομάζονται πόλοι του μαγνήτη. Και μάλιστα έχουν ονομαστεί Βόρειος και Νότιος Μαγνητικός Πόλος. Και συνήθως οι μαγνήτες, ειδικά που χρησιμοποιούμε στο σχολείο, είναι χρωματισμένοι. Με κόκκινο χρωματίζεται ο Βόρειος Πόλος συνήθως, και με μπλε ή με πράσι είναι ο Νότιος. Αλλά αυτό δεν είναι απόλυτο, γιατί εδώ βλέπουμε ότι δεν έχει αυτή τη σήμανση. Πώς μπορώ να μετακινήσω έναν μαγνήτη, χωρίς να τον ακουμπάω. Για να δοκιμάσουμε. Έχουμε δύο μαγνήτες και πλησιάζω τους διαφορετικούς πόλους τους. Και βλέπω ότι καταφέρνει να τραβήξει τον άλλο μαγνήτη, χωρίς να χρειαστεί να τον αγγίξω. Για να δούμε τι συμβαίνει, αν πλησιάσω τους ίδιους πόλους. Βλέπω ότι δεν έλκεται, αντίθετα αποθείται. Και πάλι μετακινώ το μαγνήτη, χωρίς να τον ακουμπάω. Αλλά δεν μπορώ να τους πλησιάσω, ακόμη κι αν πιάσω με τα χέρια μου και προσπαθήσω, δεν θα τα καταφέρω. Μήπως συμβαίνει σε αυτούς τους μαγνήτες μόνο. Για να δοκιμάσουμε σε αυτούς. Κι αυτοί είναι μαγνήτες, εδώ είναι με άλλη χρωματική σήμανση οι δύο πόλοι, κίτρινο και μοβ. Έχουμε λοιπόν και μια βάση για να στέκονται πιο εύκολα. Πλησιάζω τους διαφορετικούς πόλους. Και βλέπω ότι έλκονται. Αν πλησιάσω τους όμοιους πόλους. Και δείτε τι συμβαίνει, δεν πλησιάζουν και μάλιστα εωρείται. Ακόμη κι αν το πιέσω δεν ακουμπάνε οι μαγνήτες. Οι όμοι οι πόλοι αποθούνται. Όταν λοιπόν πλησιάζω δύο πόλους με το ίδιο χρώμα, απομακρύνονται. Όταν πλησιάζω δύο πόλους με διαφορετικό χρώμα, πλησιάζουν. Οι ομώνυμοι μαγνητικοί πόλοι, όπως λέμε, αποθούνται. Ενώ αντίθετα οι ετερόνυμοι μαγνητικοί πόλοι έλκονται. Ένα εργαλείο που ίσως έχετε χρησιμοποιήσει ή έχετε δει ένα όργανο μάλλον, και δεν ξέρουν οι περισσότεροι ότι περιέχει μαγνήτη είναι η πυξίδα. Έχουμε πει ότι η πυξίδα μας βοηθάει να προσανατολιζόμαστε. Έχει μία μικρή βελώνα μέσα που μπορεί να περιστρέφεται. Αυτή είναι ένας μικρός μαγνήτης. Και αυτό που καταφέρνει είναι να δείχνει τη διεύθυνση βορρά-σνότος. Όταν καταλήξει χωρίς να κουνιέται, περιστρέφουμε τη βάση μέχρι να δείχνει το βορά. Και έτσι μπορούμε να προσανατολιζόμαστε με τα σημεία του ορίζοντα. Για να δούμε αν και ο μαγνήτης μπορεί να προσανατολιστεί, όπως λέμε. Δένουμε με ένα σκηνί έναν μαγνήτη και τον κρατάμε έτσι ώστε να μπορεί να κινείται ελεύθερα, να περιστρέφεται. Αν τον αφήσουμε λίγη ώρα θα διαπιστώσουμε ότι προσανατολίζεται και αυτός προς την κατεύθυνση βορά-σνότος, όπως ακριβώς και η μαγνητική πυξίδα. Πού οφείλεται αυτό? Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο πλανήτης μας, η γη μας, λειτουργεί σαν ένας τεράστιος μαγνήτης, ραβδόμορφος. Και μάλιστα με τους μαγνητικούς του πόλους ανάποδα σε σχέση με τους γεωγραφικούς πόλους. Το δούμε καλύτερα σε ένα σχήμα από το βιβλίο σας. Η μαγνητική βελώνα είδαμε μιας πυξίδας, όπως και ο μαγνήτης που κρατήσαμε στον αέρα, προσανατολίζεται προς το βορά, γιατί η γη συμπεριφέρεται στους τεράστιους μαγνήτης. Ο νότιος μαγνητικός πόλος της γης βρίσκεται κοντά στον βόρειο γεωγραφικό πόλο. Ενώ ο βόρειος μαγνητικός πόλος της γης βρίσκεται κοντά στον νότιο γεωγραφικό. Όταν εμείς λοιπόν κρατάμε τον μαγνήτη και προσανατολίζεται ή την πυξίδα, ο βόρειος πόλος του μαγνήτη μας δείχνει τον βόρειο γεωγραφικό πόλο της γης, γιατί ουσιαστικά έλκεται από το νότιο μαγνητικό πόλο της γης. Που χρησιμεύουν οι μαγνήτες όμως? Οι μαγνήτες είναι κρυμμένοι σε πάρα πολλά υλικά που είναι γύρω μας και δεν μας πηγαίνει το μυαλό. Βρίσκονται μέσα στα ηχεία, βρίσκονται μέσα στους κινητήρες, βρίσκονται στο ακουστικό του τηλεφώνου, βρίσκονται ακόμη και σε μερικά δουλάπια που χρησιμοποιούμε για να κρατούν τον δουλάπι κλειστό και σε όλες τις κάρτες που χρησιμοποιούμε στα ATM για τις τραπεζικές συναλλαγές μας. Επίσης χρησιμοποιούνται σε ιατρικά μηχανήματα, όπως θα έχετε ίσως ακούσει μαγνητικός τομογράφος, και οι εφαρμογές τους είναι πάρα πολλές και σίγουρα πολύ περισσότερο από το να κρατάνε το ψυγείο μας όμορφα δικοσμισμένο. Μαγνήτες χρησιμοποιούνται και για να μεταφέρουν μεγάλα κομμάτια σίδερου από μια περιοχή σε μια άλλη. Για να το σκεφτούμε όμως αυτό, πώς μπορεί ο γερανός που έχει πιάσει τα κομμάτια του σίδερου να τα μεταφέρει και να τα αφήσει, μήπως δεν είναι ακριβώς μαγνήτης. Εμείς είδαμε ότι ο μαγνήτης έλκει τους συνδετήρες, αλλά δεν τους αφήνει από μόνος του. Πρέπει να τους τραβήξουμε. Μήπως λοιπόν συμβαίνει κάτι άλλο με αυτόν τον γερανό. Πράγματι συμβαίνει κάτι άλλο και αυτό το φύλουμε σε έναν δανόκαθηγητή, που πριν πολλά χρόνια εκεί που έκανε πειράματα ηλεκτρισμού, ανακάλυψε τυχαία μια φοβερή ιδιότητα, ότι όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Πώς το ανακάλυψε αυτό? Είχε ξεχάσει μια μαγνητική βελώνα δίπλα στο χώρο που έκανε τα πειράματα με τον ηλεκτρισμό και όταν σύνδεσε στην μπαταρία το καλώδιο, διαπίστωσε ότι η βελώνα κουρήθηκε. Και από εκεί άρχισε να σκέφτεται ότι υπάρχει κάποια σύνδεση ηλεκτρισμού-μαγνητισμού και είναι ο πρώτος που επιβεβαίωσε πειραματικά ότι όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Βλέπουμε λοιπόν ότι όταν πλησιάζω το μαγνίτη στην πυξίδα, η μαγνητική της βελώνα γυρίζει. Θα δοκιμάσουμε τώρα αυτό το πείραμα που έκανε ο Δανός Καθηγητής. Θα πάρουμε μία μπαταρία, θα συνδέσουμε ένα καλώδιο και θα το πλησιάσουμε στην πυξίδα και θα δούμε αν ο αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα, καταφέρνει να εκτρέψει τη μαγνητική βελώνα. Αν το πλησιάσουμε αρκετά, βλέπουμε ότι καταφέρνει να την κουνήσει λιγάκι. Αν όμως τυλίξω τη μαγνητική βελώνα με το καλώδιο, βλέπουμε ότι είναι πιο έντονη η κίνηση της βελώνας. Επομένως, όταν ένα καλώδιο που είναι συνδεδεμένο με την μπαταρία είναι τυλιγμένο πολλές φορές γύρω από την πυξίδα, η μαγνητική βελώνα περιστρέφεται πιο έντονα. Θα συνεχίσουμε τον πειραματισμό και θα πάρουμε τώρα ένα καλώδιο που το έχουμε τυλίξει αρκετές φορές και έχει μου φτιάξει αυτό το σχήμα σαν ελαττήριο και αυτό λέγεται ποινείο. Θα δοκιμάσουμε λοιπόν, αφού διαπιστώσαμε και εμείς ότι όταν ένα καλώδιο διαρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα αποκτά μαγνητικές ιδιότητες, να ελέγξουμε αυτές τις μαγνητικές ιδιότητες. Αρχικά θα συνδέσουμε το ποινείο στην μπαταρία και θα το πλησιάσουμε στην πυξίδα να δούμε αν καταφέρνει να εκτρέψει τη βελώνα. Μικρή κίνηση ή καθόλου. Και θα το πλησιάσουμε και στους συνδετήρες να δούμε αν καταφέρνει να τους σηκώσει όπως ο μαγνήτης πριν. Δεν το καταφέρνει. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αν μέσα σε ένα ποινείο βάλουμε ένα κομμάτι σιδείρου, γίνεται πιο ισχυρό. Βάζουμε λοιπόν ένα καρφί μέσα στο ποινείο και ξαναδοκιμάζουμε το προηγούμενο πείραμα. Θα συνδέσουμε στον ένα πόλο της μπαταρίας και στον άλλο. Και θα το πλησιάσουμε στην πυξίδα. Βλέπουμε ότι τώρα η κίνηση της μαγνητικής βελόνας είναι πολύ πιο έντονη. Και για να δούμε τι γίνεται και με τους συνδετήρες. Μπορεί και έλκει συνδετήρες, τουλάχιστον έναν, ακόμη και περισσότερους. Για προσέξτε όμως τώρα κάτι, αν αποσυνδέσω εγώ την άκρη της μπαταρίας, τι θα συμβεί? Οι συνδετήρες πέσανε. Γιατί συμβαίνει αυτό? Γιατί αυτό εδώ που φτιάξαμε ο ηλεκτρομαγνήτης, έχει μαγνητικές ιδιότητες μόνο όσο διαρέται από ηλεκτρικό ρεύμα. Ας δούμε λοιπόν. Όταν ένα ποινείο ή ένας ηλεκτρομαγνήτης διαρέται από ηλεκτρικό ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Και οι μαγνητικές ιδιότητες των ηλεκτρομαγνήτη είναι πιο έντονες. Τα συμπεράσματά μας να τα συνοψήσουμε όταν ένας αγωγός διαρέεται από ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Οι μαγνητικές ιδιότητες είναι εντονότερες όταν ο αγωγός έχει σχήμα ποινείου. Σχήμα ποινείου, δηλαδή σαν ελατήριο που είδαμε πριν. Όταν στο εσωτερικό του ποινείου τοποθετηθεί ράβδος από σίδηρο, οι μαγνητικές ιδιότητες γίνονται ακόμα εντονότερες. Αυτό τότε ονομάζεται ηλεκτρομαγνήτης. Οι ηλεκτρομαγνήτες όταν διαρέονται από ρεύμα, λειτουργούν σαν μόνιμοι ρευδόμορφοι μαγνήτες. Όταν όμως πάψουν να διαρέονται από ρεύμα, χάνουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Την ιδιότητα αυτή την αξιοποιούμε και για την κατασκευή κινητήρων, που κινητήρες υπάρχουν πάρα πολύ γύρω μας. Να δοκιμάσουμε να φτιάξουμε εδώ έναν τέτοιο απλό κινητήρα με απλά υλικά. Θα χρειαστούμε μία μπαταρία από αυτές τις κυλιντρικές της πιο μεγάλες. Στην οποία θα κολλήσουμε στα δύο άκρα, στους δυο πόλους της μπαταρίας, από μία παραμάνα, θα τοποθετήσουμε πάνω στην μπαταρία δύο μικρούς αλλά πολύ ισχυρούς μαγνήτες νεοδημίου. Και θα περάσουμε στις δύο υποδοχές από τις παραμάνες ένα ποινείο. Το φτιάξαμε τυλίγοντας καλώδιο γύρω από μία μπαταρία, το περάσαμε μετά στην άκρη. Και εξίσαμε τις δύο άκρες, από τη μία μεριά και από τις δύο πλευρές, από την άλλη πλευρά, από τη μία μόνο, για να φύγει το εξωτερικό περίβλημα, τοποθετούμε το ποινείο στις υποδοχές. Άρα περνάει ρεύμα και αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Και επειδή οι άλλοι μαγνήτες είναι ισχυροί και έλκουν και αποθούν ανάλογα με τη θέση του ποινείου το ποινείο, βλέπουμε ότι αρχίζει και κινείται συνέχεια. Φτιάξαμε έναν μικρό ηλεκτρικό κινητήρα και θα συνεχίσει να δουλεύει μέχρι να τελειώσει η μπαταρία, όσο δηλαδή διαρέεται από ρεύμα και υπάρχει ο μαγνήτης από κάτω, θα συνεχίσει να περιστρέφεται. Που εφαρμόζονται τώρα οι μαγνήτες, οι ηλεκτρομαγνήτες, οι κινητήρες. Καταρχάς μπορείτε πια να απαντήσετε στην ερώτηση που κάναμε πριν, πώς αυτός ο γερανός που σηκώνει τα παλιοσίδερα μπορεί να τα μεταφέρει από ένα σημείο σε ένα άλλο και να τα αφήσει να πέσουν. Προφανώς δεν χρησιμοποιεί μαγνήτη, αλλά η ηλεκτρομαγνήτη. Όταν μεταφέρει τα σίδερα στο σημείο που θέλει να τα αφήσει, διακόπτει ο χειριστής τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος και έτσι ο ηλεκτρομαγνήτης πάβει να έχει μαγνητικές ιδιότητες και τα σίδερα πέφτουν και μένουν στην περιοχή εκείνη. Τι άλλο όμως έχουμε να πούμε για τους ηλεκτρομαγνήτες και τους μαγνήτες. Αν τους συγκρίνουμε, μπορούμε να βρούμε ομοιότητες και διαφορές. Η ομοιότητα φυσικά είναι ότι και οι δύο έλκουν μερικά αντικείμενα που τα ονομάζουμε σιδηρομαγνητικά. Η βασική διαφορά τους είναι ότι ο μόνιμος μαγνήτης κρατάει αυτές τις ιδιότητες μόνιμα, ενώ ο ηλεκτρομαγνήτης μόνο όσο διαρρέει τα πορεύμα. Μια εντυπωσιακή εφαρμογή των ηλεκτρομαγνητών είναι στα ενααέρια τρένα. Στα τρένα και στις ράγες τους είναι τοποθετημένοι ισχυροί ηλεκτρομαγνήτες. Και έτσι τα τρένα αιωρούνται σε απόσταση περίπου ενός εκατοστού από τις ράγες. Δεν ακουμπάνε, οπότε μπορούν να κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα. Άλλες εφαρμογές των ηλεκτρομαγνητών σε όλους τους κινητήρες που μπορείτε να σκεφτείτε και έχουμε στο σπίτι μας. Στην ηλεκτρική οδοντόβουρτσα, στο κινητό, στο σύστημα που ανεποκατεβάζει τα παράθυρα στο αυτοκίνητο, στις κυλιόμενες σκάλες, το τραμ, στο ηλεκτρικό κουδούνι. Αυτό δείχνει πώς λειτουργεί το ηλεκτρικό κουδούνι και το σπιτιού μας. Υπάρχουν διαφόρων ιδεών, αλλά έχουμε τη βασική λειτουργία του. Θα δούμε καλύτερα αν το ανοίξουμε να δούμε το εσωτερικό του. Βλέπουμε ότι έχει ένα ποινείο. Όταν το ποινείο διαρρέται από ρεύμα, όταν εμείς πατάμε το κουμπί για να χτυπήσει το κουδούνι, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Τι συμβαίνει τότε? Τότε έλκει αυτό εδώ το μεταλλικό τμήμα και το αναγκάζει να χτυπήσει πάνω στην καμπάνα. Τι συμβαίνει όμως τότε, αν παρατηρήσετε προσεκτικά εδώ πέρα, θα δείτε ότι όπως απομακρύνθηκε, υπάρχει ένα κενό. Δεν ακουμπάει πια στη βίδα και έτσι το κύκλωμα ανοίγει. Και δεν περνάει ρεύμα. Αφού δεν περνάει ρεύμα, ο ηλεκτρομαγνήτης χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες και σταματάει να έλκει το μεταλλό και ξαναπηγαίνει στη θέση του. Τι συμβαίνει όμως τώρα, αφού πηγαίνει στη θέση του, ξανακλίνει το κύκλωμα. Άρα ο ηλεκτρομαγνήτης αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Και αυτό συμβαίνει όση ώρα εμείς πατάμε το κουμπί. Για να το δοκιμάσουμε, θα φτιάξουμε ένα απλό κύκλωμα με μία μπαταρία. Συνδέουμε τον πόλο της μπαταρίας με τη μία επαφή και παρατηρήστε την κίνηση που σας είπα. Όση ώρα λοιπόν πατάμε το κουμπί, αυτό συμβαίνει με διαφορετικούς ήχους ανάλογα με το πώς είναι μέσα το κουδούνι κατασκευασμένο. Είδαμε λοιπόν τόσα πράγματα για το μαγνήτη, τον ηλεκτρομαγνήτη και θα τελειώσουμε το μάθημα με μία απλή κατασκευή, με ένα παιχνίδι, χρησιμοποιώντας μαγνήτη, ένας οποιοσδήποτε μαγνήτης από αυτούς που έχετε στο σπίτι σας, μπορεί να κάνει. Παίρνουμε ένα κομμάτι χαρτί και ζωγραφίζουμε πάνω έναν αυτοκινητόδρομο. Να βάλετε να έχεις στροφές και διάφορα εμπόδια. Μπορείτε να ζωγραφίσετε σπιτάκια, δεντράκια, λίμνες, ό,τι άλλο θέλετε εσείς. Και ξεκινάμε τον αγώνα. Βάζουμε ένα συνδετήρα, τον κρατάμε με ένα μαγνήτη και ξεκινάμε την πορεία. Να φτάσουμε σε μια συγκεκριμένη διαδρομή και όποιος δεν καταφέρει να μείνει στο δρόμο και βγει το αμάξι έξω, έχασε. Είναι ένα παιχνίδι που είναι εύκολο να κατασκευαστεί, αρκετά διασκεδαστικό. Δοκιμάστε λοιπόν κι εσείς στο σπίτι σας, να φτιάξετε τους δικούς σας αυτοκινητόδρομους, βάλετε τη φαντασία σας να δουλέψει για να περάσετε δημιουργικά τον χρόνο σας και να αναζητήσετε κι άλλες εφαρμογές των μαγνητών στη ζωή μας. Καλή συνέχεια και καλή διασκέδαση!
|
| _version_ |
1782818588635168768
|
| description |
: [♪ Μουσική Γεια σας παιδιά. Είμαι η Ράνια Αγγικοπούλου... ...ο Μαγνήτες. Ας ξεκινήσουμε όμως πρώτα με δύο παιχνίδια που σας έχω φέρει. Αυτό εδώ, βλέπουμε το αντικείμενο αυτό να αιωρείται, αν προσέξουμε βέβαια πιο προσεκτικά, θα δούμε ότι ακουμπάει στη μία ακρούλα και πάλι όμως δεν πάει να είναι το υπόλοιπο στον αέρα... ...και μάλιστα μπορώ και να το περιστρέψω και βλέπουμε ότι πράγματι δεν ακουμπάει πουθενά αλλού. Πώς μπορεί να συμβαίνει αυτό. Για να δούμε και το άλλο παιχνίδι. Έχουμε μία σφαίρα. Αν της δώσω μία ώθηση, αρχίζει και να ακολουθεί μία πορεία... ...και κάποια στιγμή καταλήγει σε ένα χρώμα. Αν το επαναλάβω, καταλήγει σε άλλο χρώμα. Θυμίζει έναν χαωτικό εκραιμέσο, όπως λέγεται. Πώς λειτουργεί όμως και το ένα παιχνίδι και το άλλο. Θα το διαπιστώσουμε στη συνέχεια, αφού μάθουμε λίγα πράγματα για τους μαγνήτες και τους ηλεκτρομαγνήτες. Και ξεκινάμε με τους μαγνήτες. Όλοι έχετε μαγνητάκια στο σπίτι σας, συνήθως τα κολλάμε πάνω στο ψυγείο... ...για να στολίσουν το ψυγείο, να μας θυμίσουν ταξίδια που έχουμε πάρει κάποιο μαγνητάκι αναμνιστικό... ...ή για να κρατήσουμε σημειωματάκια. Πόσα είδη μαγνητών υπάρχουν, υπάρχουν πάρα πολλά είδη μαγνήτη. Υπάρχουν αυτοί που μοιάζουν με ραβδό, και λέγονται ραβδόμορφοι μαγνήτες. Υπάρχουν αυτοί που μοιάζουν με πέταλο, και λέγονται πεταλοειδείς μαγνήτες. Αλλά υπάρχουν και σε οτιδήποτε άλλο σχήμα μπορείτε να φανταστείτε, όπως αυτός εδώ. Αυτός εδώ, στρογγυλός. Μαγνητάκια ψυγείου, σε ό,τι σχήμα. Ακόμα και λεπτό χαρτί μαγνητικό που μπορούμε να τυπώνουμε πάνω ακόμα και μια φωτογραφία μας. Ας δούμε λοιπόν τι κάνει ο μαγνήτης. Θα ξεκινήσουμε χρησιμοποιώντας το ραβδόμορφο μαγνήτη. Πλησιάζω τον μαγνήτη στους συνδετήρες και βλέπω ότι καταφέρνει να τους σηκώσει. Για να το επαναλάβουμε, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά πάλι τον μαγνήτη, αλλά δεν θα ακουμπήσει τους συνδετήρες. Βλέπουμε ότι ο μαγνήτης καταφέρνει να έλξει τους συνδετήρες ακόμα και από απόσταση. Δεν χρειάζεται να τους ακουμπάει. Ο μαγνήτης λοιπόν, έλκει τους συνδετήρες είτε με επαφή, είτε από απόσταση. Αυτή είναι μια ιδιότητα που έχει. Έλκει όμως όλα τα υλικά σώματα ο μαγνήτης. Πολλοί πιστεύουν ότι έλκει όλα τα μεταλλικά αντικείμενα. Θα το διαπιστώσουμε κάνοντας πειράματα, χρησιμοποιώντας υλικά που προτείνει το σχολικό σας βιβλίο, αλλά μπορείτε να δοκιμάσετε και με οτιδήποτε άλλο υλικό έχετε εύκαιρο. Θα δοκιμάσουμε ένα μολύβι, ξύλο. Βλέπουμε ότι δεν έλκεται από το μαγνήτη. Ένα κουτάλι, που είναι από υλικό ατσάλι. Ο μαγνήτης το έλκει. Γυαλί, ένα ποτηράκι. Βλέπουμε ότι ο μαγνήτης δεν έλκει το γυαλί. Δαχτυλίδι, ασημένιο. Ούτε το ασύμι έλκει ο μαγνήτης. Καλαμάκι, πλαστικό. Ούτε το καλαμάκι έλκεται από το μαγνήτη. Δαχτυλίδι, χρυσό. Ούτε το χρυσό δαχτυλίδι έλκεται από το μαγνήτη. Συνδετήρας, που είναι από σίδηρο, το είδαμε και πριν, έλκεται. Αλουμινόφυλλο, δεν έλκεται. Και τέλος, το χάλκινο σύρμα ενός καλωδίου, πάλι δεν έλκεται. Διαπιστώνουμε, λοιπόν, ότι δεν έλκονται όλα τα υλικά από το μαγνήτη, ούτε κάνουν όλα τα μέταλα. Από αυτά που δοκιμάσαμε, έλκονται μόνο ο σίδηρος και το ατσάλι. Αυτά τα υλικά, τα οποία έλκονται από το μαγνήτη, λέγονται σίδηρο-μαγνητικά υλικά. Και είναι ο σίδηρος και το ατσάλι που διαπιστώσαμε, όπως και το κοβάλτιο και το νικέλιο. Τα υπόλοιπα μέταλα δεν έλκονται από το μαγνήτη, παρότι περισσότερος κόσμος πιστεύει αυτό. Μπορώ να μαγνητήσω ένα υλικό. Όταν υπάρχουν μαγνήτες διαφόρων ειδών, υπάρχουν φυσικοί και τεχνητοί μαγνήτες. Φυσικοί είναι αυτοί που υπάρχουν από τη φύση μόνοι τους, τεχνητοί αυτοί που τους έστειξε ο άνθρωπος. Πώς μπορώ λοιπόν να μαγνητήσω ένα υλικό, να το κάνω να είναι μαγνήτης. Παίρνουμε το ψαλίδι, δοκιμάζουμε μήπως είναι ήδη μαγνήτης, δεν είναι. Και χρησιμοποιώντας έναν μαγνήτη στο μεταλλικό μέρος του, κάνω συνέχεια αυτή την κίνηση, με την ίδια φορά. Μετά από λίγη ώρα, διαπιστώνω ότι έχει μετατραπεί σε μαγνήτη. Μπορεί και έλκει τους συνδετήρες. Βέβαια, λίγες ώρες αργότερα θα έχει χάσει τις μαγνητικές του ιδιότητες, δεν είναι ένας μόνιμος μαγνήτης, όπως αυτός. Άλλη ιδιότητα του μαγνήτη, που είναι πιο ισχυρή η έλξη του, στα άκρα, στη μέση ή παντού. Θα χρησιμοποιήσουμε συνδετήρες. Πλησιάζω τους συνδετήρες στα άκρα, και βλέπω ότι τους έλκει. Δοκιμάζω και στο άλλο άκρο, και βλέπω ότι και πάλι η έλξη είναι ισχυρή. Δοκιμάζουμε στη μέση του μαγνήτη. Και βλέπουμε ότι δεν είναι τόσο ισχυρή η έλξη. Μήπως όμως αυτό συμβαίνει μόνο σε αυτό το μαγνήτη το ραβδόμορφο. Για να δοκιμάσουμε και στον πεταλόιδι. Οι άκρες, η μέση του. Πλησιάζω τους συνδετήρες στις άκρες, και βλέπω ότι τους έλκει. Πλησιάζω στη μέση του, και βλέπω ότι έλκει λίγους μαγνήτες, αλλά όχι τόσους πολλούς όσους τα άκρα. Άρα διαπιστώνουμε ότι η έλξη του μαγνήτη είναι πιο ισχυρή στα άκρα του. Στο ραβδόμορφο είναι αυτά τα άκρα, στον πεταλόιδι αυτά. Κι αυτά τα άκρα του ονομάζονται πόλοι του μαγνήτη. Και μάλιστα έχουν ονομαστεί Βόρειος και Νότιος Μαγνητικός Πόλος. Και συνήθως οι μαγνήτες, ειδικά που χρησιμοποιούμε στο σχολείο, είναι χρωματισμένοι. Με κόκκινο χρωματίζεται ο Βόρειος Πόλος συνήθως, και με μπλε ή με πράσι είναι ο Νότιος. Αλλά αυτό δεν είναι απόλυτο, γιατί εδώ βλέπουμε ότι δεν έχει αυτή τη σήμανση. Πώς μπορώ να μετακινήσω έναν μαγνήτη, χωρίς να τον ακουμπάω. Για να δοκιμάσουμε. Έχουμε δύο μαγνήτες και πλησιάζω τους διαφορετικούς πόλους τους. Και βλέπω ότι καταφέρνει να τραβήξει τον άλλο μαγνήτη, χωρίς να χρειαστεί να τον αγγίξω. Για να δούμε τι συμβαίνει, αν πλησιάσω τους ίδιους πόλους. Βλέπω ότι δεν έλκεται, αντίθετα αποθείται. Και πάλι μετακινώ το μαγνήτη, χωρίς να τον ακουμπάω. Αλλά δεν μπορώ να τους πλησιάσω, ακόμη κι αν πιάσω με τα χέρια μου και προσπαθήσω, δεν θα τα καταφέρω. Μήπως συμβαίνει σε αυτούς τους μαγνήτες μόνο. Για να δοκιμάσουμε σε αυτούς. Κι αυτοί είναι μαγνήτες, εδώ είναι με άλλη χρωματική σήμανση οι δύο πόλοι, κίτρινο και μοβ. Έχουμε λοιπόν και μια βάση για να στέκονται πιο εύκολα. Πλησιάζω τους διαφορετικούς πόλους. Και βλέπω ότι έλκονται. Αν πλησιάσω τους όμοιους πόλους. Και δείτε τι συμβαίνει, δεν πλησιάζουν και μάλιστα εωρείται. Ακόμη κι αν το πιέσω δεν ακουμπάνε οι μαγνήτες. Οι όμοι οι πόλοι αποθούνται. Όταν λοιπόν πλησιάζω δύο πόλους με το ίδιο χρώμα, απομακρύνονται. Όταν πλησιάζω δύο πόλους με διαφορετικό χρώμα, πλησιάζουν. Οι ομώνυμοι μαγνητικοί πόλοι, όπως λέμε, αποθούνται. Ενώ αντίθετα οι ετερόνυμοι μαγνητικοί πόλοι έλκονται. Ένα εργαλείο που ίσως έχετε χρησιμοποιήσει ή έχετε δει ένα όργανο μάλλον, και δεν ξέρουν οι περισσότεροι ότι περιέχει μαγνήτη είναι η πυξίδα. Έχουμε πει ότι η πυξίδα μας βοηθάει να προσανατολιζόμαστε. Έχει μία μικρή βελώνα μέσα που μπορεί να περιστρέφεται. Αυτή είναι ένας μικρός μαγνήτης. Και αυτό που καταφέρνει είναι να δείχνει τη διεύθυνση βορρά-σνότος. Όταν καταλήξει χωρίς να κουνιέται, περιστρέφουμε τη βάση μέχρι να δείχνει το βορά. Και έτσι μπορούμε να προσανατολιζόμαστε με τα σημεία του ορίζοντα. Για να δούμε αν και ο μαγνήτης μπορεί να προσανατολιστεί, όπως λέμε. Δένουμε με ένα σκηνί έναν μαγνήτη και τον κρατάμε έτσι ώστε να μπορεί να κινείται ελεύθερα, να περιστρέφεται. Αν τον αφήσουμε λίγη ώρα θα διαπιστώσουμε ότι προσανατολίζεται και αυτός προς την κατεύθυνση βορά-σνότος, όπως ακριβώς και η μαγνητική πυξίδα. Πού οφείλεται αυτό? Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο πλανήτης μας, η γη μας, λειτουργεί σαν ένας τεράστιος μαγνήτης, ραβδόμορφος. Και μάλιστα με τους μαγνητικούς του πόλους ανάποδα σε σχέση με τους γεωγραφικούς πόλους. Το δούμε καλύτερα σε ένα σχήμα από το βιβλίο σας. Η μαγνητική βελώνα είδαμε μιας πυξίδας, όπως και ο μαγνήτης που κρατήσαμε στον αέρα, προσανατολίζεται προς το βορά, γιατί η γη συμπεριφέρεται στους τεράστιους μαγνήτης. Ο νότιος μαγνητικός πόλος της γης βρίσκεται κοντά στον βόρειο γεωγραφικό πόλο. Ενώ ο βόρειος μαγνητικός πόλος της γης βρίσκεται κοντά στον νότιο γεωγραφικό. Όταν εμείς λοιπόν κρατάμε τον μαγνήτη και προσανατολίζεται ή την πυξίδα, ο βόρειος πόλος του μαγνήτη μας δείχνει τον βόρειο γεωγραφικό πόλο της γης, γιατί ουσιαστικά έλκεται από το νότιο μαγνητικό πόλο της γης. Που χρησιμεύουν οι μαγνήτες όμως? Οι μαγνήτες είναι κρυμμένοι σε πάρα πολλά υλικά που είναι γύρω μας και δεν μας πηγαίνει το μυαλό. Βρίσκονται μέσα στα ηχεία, βρίσκονται μέσα στους κινητήρες, βρίσκονται στο ακουστικό του τηλεφώνου, βρίσκονται ακόμη και σε μερικά δουλάπια που χρησιμοποιούμε για να κρατούν τον δουλάπι κλειστό και σε όλες τις κάρτες που χρησιμοποιούμε στα ATM για τις τραπεζικές συναλλαγές μας. Επίσης χρησιμοποιούνται σε ιατρικά μηχανήματα, όπως θα έχετε ίσως ακούσει μαγνητικός τομογράφος, και οι εφαρμογές τους είναι πάρα πολλές και σίγουρα πολύ περισσότερο από το να κρατάνε το ψυγείο μας όμορφα δικοσμισμένο. Μαγνήτες χρησιμοποιούνται και για να μεταφέρουν μεγάλα κομμάτια σίδερου από μια περιοχή σε μια άλλη. Για να το σκεφτούμε όμως αυτό, πώς μπορεί ο γερανός που έχει πιάσει τα κομμάτια του σίδερου να τα μεταφέρει και να τα αφήσει, μήπως δεν είναι ακριβώς μαγνήτης. Εμείς είδαμε ότι ο μαγνήτης έλκει τους συνδετήρες, αλλά δεν τους αφήνει από μόνος του. Πρέπει να τους τραβήξουμε. Μήπως λοιπόν συμβαίνει κάτι άλλο με αυτόν τον γερανό. Πράγματι συμβαίνει κάτι άλλο και αυτό το φύλουμε σε έναν δανόκαθηγητή, που πριν πολλά χρόνια εκεί που έκανε πειράματα ηλεκτρισμού, ανακάλυψε τυχαία μια φοβερή ιδιότητα, ότι όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Πώς το ανακάλυψε αυτό? Είχε ξεχάσει μια μαγνητική βελώνα δίπλα στο χώρο που έκανε τα πειράματα με τον ηλεκτρισμό και όταν σύνδεσε στην μπαταρία το καλώδιο, διαπίστωσε ότι η βελώνα κουρήθηκε. Και από εκεί άρχισε να σκέφτεται ότι υπάρχει κάποια σύνδεση ηλεκτρισμού-μαγνητισμού και είναι ο πρώτος που επιβεβαίωσε πειραματικά ότι όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Βλέπουμε λοιπόν ότι όταν πλησιάζω το μαγνίτη στην πυξίδα, η μαγνητική της βελώνα γυρίζει. Θα δοκιμάσουμε τώρα αυτό το πείραμα που έκανε ο Δανός Καθηγητής. Θα πάρουμε μία μπαταρία, θα συνδέσουμε ένα καλώδιο και θα το πλησιάσουμε στην πυξίδα και θα δούμε αν ο αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα, καταφέρνει να εκτρέψει τη μαγνητική βελώνα. Αν το πλησιάσουμε αρκετά, βλέπουμε ότι καταφέρνει να την κουνήσει λιγάκι. Αν όμως τυλίξω τη μαγνητική βελώνα με το καλώδιο, βλέπουμε ότι είναι πιο έντονη η κίνηση της βελώνας. Επομένως, όταν ένα καλώδιο που είναι συνδεδεμένο με την μπαταρία είναι τυλιγμένο πολλές φορές γύρω από την πυξίδα, η μαγνητική βελώνα περιστρέφεται πιο έντονα. Θα συνεχίσουμε τον πειραματισμό και θα πάρουμε τώρα ένα καλώδιο που το έχουμε τυλίξει αρκετές φορές και έχει μου φτιάξει αυτό το σχήμα σαν ελαττήριο και αυτό λέγεται ποινείο. Θα δοκιμάσουμε λοιπόν, αφού διαπιστώσαμε και εμείς ότι όταν ένα καλώδιο διαρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα αποκτά μαγνητικές ιδιότητες, να ελέγξουμε αυτές τις μαγνητικές ιδιότητες. Αρχικά θα συνδέσουμε το ποινείο στην μπαταρία και θα το πλησιάσουμε στην πυξίδα να δούμε αν καταφέρνει να εκτρέψει τη βελώνα. Μικρή κίνηση ή καθόλου. Και θα το πλησιάσουμε και στους συνδετήρες να δούμε αν καταφέρνει να τους σηκώσει όπως ο μαγνήτης πριν. Δεν το καταφέρνει. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αν μέσα σε ένα ποινείο βάλουμε ένα κομμάτι σιδείρου, γίνεται πιο ισχυρό. Βάζουμε λοιπόν ένα καρφί μέσα στο ποινείο και ξαναδοκιμάζουμε το προηγούμενο πείραμα. Θα συνδέσουμε στον ένα πόλο της μπαταρίας και στον άλλο. Και θα το πλησιάσουμε στην πυξίδα. Βλέπουμε ότι τώρα η κίνηση της μαγνητικής βελόνας είναι πολύ πιο έντονη. Και για να δούμε τι γίνεται και με τους συνδετήρες. Μπορεί και έλκει συνδετήρες, τουλάχιστον έναν, ακόμη και περισσότερους. Για προσέξτε όμως τώρα κάτι, αν αποσυνδέσω εγώ την άκρη της μπαταρίας, τι θα συμβεί? Οι συνδετήρες πέσανε. Γιατί συμβαίνει αυτό? Γιατί αυτό εδώ που φτιάξαμε ο ηλεκτρομαγνήτης, έχει μαγνητικές ιδιότητες μόνο όσο διαρέται από ηλεκτρικό ρεύμα. Ας δούμε λοιπόν. Όταν ένα ποινείο ή ένας ηλεκτρομαγνήτης διαρέται από ηλεκτρικό ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Και οι μαγνητικές ιδιότητες των ηλεκτρομαγνήτη είναι πιο έντονες. Τα συμπεράσματά μας να τα συνοψήσουμε όταν ένας αγωγός διαρέεται από ρεύμα, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Οι μαγνητικές ιδιότητες είναι εντονότερες όταν ο αγωγός έχει σχήμα ποινείου. Σχήμα ποινείου, δηλαδή σαν ελατήριο που είδαμε πριν. Όταν στο εσωτερικό του ποινείου τοποθετηθεί ράβδος από σίδηρο, οι μαγνητικές ιδιότητες γίνονται ακόμα εντονότερες. Αυτό τότε ονομάζεται ηλεκτρομαγνήτης. Οι ηλεκτρομαγνήτες όταν διαρέονται από ρεύμα, λειτουργούν σαν μόνιμοι ρευδόμορφοι μαγνήτες. Όταν όμως πάψουν να διαρέονται από ρεύμα, χάνουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες. Την ιδιότητα αυτή την αξιοποιούμε και για την κατασκευή κινητήρων, που κινητήρες υπάρχουν πάρα πολύ γύρω μας. Να δοκιμάσουμε να φτιάξουμε εδώ έναν τέτοιο απλό κινητήρα με απλά υλικά. Θα χρειαστούμε μία μπαταρία από αυτές τις κυλιντρικές της πιο μεγάλες. Στην οποία θα κολλήσουμε στα δύο άκρα, στους δυο πόλους της μπαταρίας, από μία παραμάνα, θα τοποθετήσουμε πάνω στην μπαταρία δύο μικρούς αλλά πολύ ισχυρούς μαγνήτες νεοδημίου. Και θα περάσουμε στις δύο υποδοχές από τις παραμάνες ένα ποινείο. Το φτιάξαμε τυλίγοντας καλώδιο γύρω από μία μπαταρία, το περάσαμε μετά στην άκρη. Και εξίσαμε τις δύο άκρες, από τη μία μεριά και από τις δύο πλευρές, από την άλλη πλευρά, από τη μία μόνο, για να φύγει το εξωτερικό περίβλημα, τοποθετούμε το ποινείο στις υποδοχές. Άρα περνάει ρεύμα και αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Και επειδή οι άλλοι μαγνήτες είναι ισχυροί και έλκουν και αποθούν ανάλογα με τη θέση του ποινείου το ποινείο, βλέπουμε ότι αρχίζει και κινείται συνέχεια. Φτιάξαμε έναν μικρό ηλεκτρικό κινητήρα και θα συνεχίσει να δουλεύει μέχρι να τελειώσει η μπαταρία, όσο δηλαδή διαρέεται από ρεύμα και υπάρχει ο μαγνήτης από κάτω, θα συνεχίσει να περιστρέφεται. Που εφαρμόζονται τώρα οι μαγνήτες, οι ηλεκτρομαγνήτες, οι κινητήρες. Καταρχάς μπορείτε πια να απαντήσετε στην ερώτηση που κάναμε πριν, πώς αυτός ο γερανός που σηκώνει τα παλιοσίδερα μπορεί να τα μεταφέρει από ένα σημείο σε ένα άλλο και να τα αφήσει να πέσουν. Προφανώς δεν χρησιμοποιεί μαγνήτη, αλλά η ηλεκτρομαγνήτη. Όταν μεταφέρει τα σίδερα στο σημείο που θέλει να τα αφήσει, διακόπτει ο χειριστής τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος και έτσι ο ηλεκτρομαγνήτης πάβει να έχει μαγνητικές ιδιότητες και τα σίδερα πέφτουν και μένουν στην περιοχή εκείνη. Τι άλλο όμως έχουμε να πούμε για τους ηλεκτρομαγνήτες και τους μαγνήτες. Αν τους συγκρίνουμε, μπορούμε να βρούμε ομοιότητες και διαφορές. Η ομοιότητα φυσικά είναι ότι και οι δύο έλκουν μερικά αντικείμενα που τα ονομάζουμε σιδηρομαγνητικά. Η βασική διαφορά τους είναι ότι ο μόνιμος μαγνήτης κρατάει αυτές τις ιδιότητες μόνιμα, ενώ ο ηλεκτρομαγνήτης μόνο όσο διαρρέει τα πορεύμα. Μια εντυπωσιακή εφαρμογή των ηλεκτρομαγνητών είναι στα ενααέρια τρένα. Στα τρένα και στις ράγες τους είναι τοποθετημένοι ισχυροί ηλεκτρομαγνήτες. Και έτσι τα τρένα αιωρούνται σε απόσταση περίπου ενός εκατοστού από τις ράγες. Δεν ακουμπάνε, οπότε μπορούν να κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα. Άλλες εφαρμογές των ηλεκτρομαγνητών σε όλους τους κινητήρες που μπορείτε να σκεφτείτε και έχουμε στο σπίτι μας. Στην ηλεκτρική οδοντόβουρτσα, στο κινητό, στο σύστημα που ανεποκατεβάζει τα παράθυρα στο αυτοκίνητο, στις κυλιόμενες σκάλες, το τραμ, στο ηλεκτρικό κουδούνι. Αυτό δείχνει πώς λειτουργεί το ηλεκτρικό κουδούνι και το σπιτιού μας. Υπάρχουν διαφόρων ιδεών, αλλά έχουμε τη βασική λειτουργία του. Θα δούμε καλύτερα αν το ανοίξουμε να δούμε το εσωτερικό του. Βλέπουμε ότι έχει ένα ποινείο. Όταν το ποινείο διαρρέται από ρεύμα, όταν εμείς πατάμε το κουμπί για να χτυπήσει το κουδούνι, αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Τι συμβαίνει τότε? Τότε έλκει αυτό εδώ το μεταλλικό τμήμα και το αναγκάζει να χτυπήσει πάνω στην καμπάνα. Τι συμβαίνει όμως τότε, αν παρατηρήσετε προσεκτικά εδώ πέρα, θα δείτε ότι όπως απομακρύνθηκε, υπάρχει ένα κενό. Δεν ακουμπάει πια στη βίδα και έτσι το κύκλωμα ανοίγει. Και δεν περνάει ρεύμα. Αφού δεν περνάει ρεύμα, ο ηλεκτρομαγνήτης χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες και σταματάει να έλκει το μεταλλό και ξαναπηγαίνει στη θέση του. Τι συμβαίνει όμως τώρα, αφού πηγαίνει στη θέση του, ξανακλίνει το κύκλωμα. Άρα ο ηλεκτρομαγνήτης αποκτά μαγνητικές ιδιότητες. Και αυτό συμβαίνει όση ώρα εμείς πατάμε το κουμπί. Για να το δοκιμάσουμε, θα φτιάξουμε ένα απλό κύκλωμα με μία μπαταρία. Συνδέουμε τον πόλο της μπαταρίας με τη μία επαφή και παρατηρήστε την κίνηση που σας είπα. Όση ώρα λοιπόν πατάμε το κουμπί, αυτό συμβαίνει με διαφορετικούς ήχους ανάλογα με το πώς είναι μέσα το κουδούνι κατασκευασμένο. Είδαμε λοιπόν τόσα πράγματα για το μαγνήτη, τον ηλεκτρομαγνήτη και θα τελειώσουμε το μάθημα με μία απλή κατασκευή, με ένα παιχνίδι, χρησιμοποιώντας μαγνήτη, ένας οποιοσδήποτε μαγνήτης από αυτούς που έχετε στο σπίτι σας, μπορεί να κάνει. Παίρνουμε ένα κομμάτι χαρτί και ζωγραφίζουμε πάνω έναν αυτοκινητόδρομο. Να βάλετε να έχεις στροφές και διάφορα εμπόδια. Μπορείτε να ζωγραφίσετε σπιτάκια, δεντράκια, λίμνες, ό,τι άλλο θέλετε εσείς. Και ξεκινάμε τον αγώνα. Βάζουμε ένα συνδετήρα, τον κρατάμε με ένα μαγνήτη και ξεκινάμε την πορεία. Να φτάσουμε σε μια συγκεκριμένη διαδρομή και όποιος δεν καταφέρει να μείνει στο δρόμο και βγει το αμάξι έξω, έχασε. Είναι ένα παιχνίδι που είναι εύκολο να κατασκευαστεί, αρκετά διασκεδαστικό. Δοκιμάστε λοιπόν κι εσείς στο σπίτι σας, να φτιάξετε τους δικούς σας αυτοκινητόδρομους, βάλετε τη φαντασία σας να δουλέψει για να περάσετε δημιουργικά τον χρόνο σας και να αναζητήσετε κι άλλες εφαρμογές των μαγνητών στη ζωή μας. Καλή συνέχεια και καλή διασκέδαση!
|
