Bouw je eigen elektromagneet

Benodigdheden

• Een opgeladen batterij
• Een spijker (of schroef)
• Een voorraad gelakt koperdraad (dit is koperdraad met een bijna onzichtbaar isolerend afdeklaagje)
• Een kompas
• Een zakmes

Figuur 1: de benodigdheden vvoor deze proef.

Uitvoering

Neem een lang stuk gelakt koperdraad en draai dit om de spijker heen. In de foto hieronder zie je een voorbeeld, dit stuk koperdraad is ongeveer 150 keer rond de spijker gedraaid. Laat aan beide uiteinden van de draad een stuk over dat je niet rond de spijker draait. Zo, nu is je spoel af.

Figuur 2: de spijker met het koperdraad er omheen gedraaid

De uiteinden van de spoel moeten straks tegen de batterij aan, en de geleiding moet goed zijn. Pak daarom het zakmes en schraap aan beide uiteinden een stukje van de afdeklaag van het koper weg.

Figuur 3: het wegsnijden van de isolatie

Leg het kompas op een tafel en wacht tot de wijzerplaat stilstaat. Het kompas past zich nu aan aan het magnetische veld van de aarde en wijst op die manier naar het noorden. Als je hier meer van wil weten, lees dan het artikel over de werking van een kompas.

Figuur 4: het kompas zonder dat er een magneet in de buurt is

Hou nu met je vingers de beide uiteinden van de spoel tegen de batterij. Hou de spoel vervolgens naast het kompas. Let op wat er gebeurt!

Figuur 5: het kompas met de elektromagneet in de buurt

Als het goed is gaat het kompas nu óf naar de spoel wijzen, óf juist er vandaan.

Om uit te proberen

• Wat gebeurt er als je de spoel nu van de batterij af haalt?
• Wat gebeurt er als je de batterij andersom tegen de spoel aan houdt?
• Wat gebeurt er als je in plaats van één batterij, twee batterijen achter elkaar tussen de spoel houdt? Kijk naar hoe dichtbij je de spoel moet houden, hoe snel de kompasnaald naar de spoel toe beweegt of er vandaan, etc.
• Wat gebeurt er als je een nieuwe spoel maakt met maar half zo veel windingen? En twee keer zo veel?
• Je zou nu ook kleine metalen voorwerpen moeten kunnen oppakken met je elektromagneet. Hoeveel paperclips of nietjes kun je pakken met je magneet? En als je twee batterijen gebruikt? En met meer of minder windingen?

Wat als het niet werkt?

Om even te checken of je elektromagneet goed werkt: Zodra je de batterij omdraait, zou het kompas de andere kant op moeten gaan wijzen, omdat je de richting van het magneetveld van de spoel hebt omgedraaid (zie [link naar uitleg kurketrekkerregel]). Als dit niet zo is, haal dan even de spijker uit de spoel en hou hem zonder spoel naast het kompas. Als het kompas nu ook naar de spijker gaat wijzen, heb je een spijker te pakken zie van zichzelf al magnetisch is, dat komt voor. Nu heb je dus wel een permanente magneet, maar geen elektromagneet. Zoek een spijker die niet magnetisch is.Als je elektromagneet helemaal niets doet, check dan eerst even of je batterij eigenlijk wel goed opgeladen is. Als dat zo is, dan is de geleiding waarschijnlijk nog niet goed genoeg. Bewerk de uiteinden van je spoel met het zakmes tot het wél werkt.

Wat gebeurt er nu?

Dit kun je in de uitleg over de kurketrekker wat gedetailleerder lezen. Er loop stroom van de batterij door je spoel, dus steeds om de spijker heen. Volgens de kurketrekkerregel creëert de draad waar de stroom doorheen loopt een magneetveld dat er omheen draait. Elke winding van de spoel maakt dus ook zijn eigen magneetveld, en al deze magneetvelden samen zorgen voor een magneetveld in de spijker, waardoor deze zich als een magneet gaat gedragen.Het magnetische veld van de spoel is een stuk sterker dan het magnetische veld van de aarde. Daarom wordt de kompasnaal veel sterker beïnvloed door je elektromagneet dan door de aarde. Zodra je de magneet uitzet of weghaalt, gaat hij weer naar het noorden wijzen.Zodra je de batterij van de spoel af haalt, valt de stroom weg, en het magneetveld dus ook. Je elektromagneet doet dan niets meer.

Figuur 6: veldlijnen van het aardmagnetisch veld en van de elektromagneet