La découverte que l'électricité et le magnétisme ne sont que des manifestations différentes du même phénomène a été le couronnement de la physique classique du XIXe siècle. Les scientifiques savent maintenant que le champ entourant un aimant permanent est le même que le champ entourant un fil à travers lequel circule un courant électrique; les deux sont des exemples de champs électromagnétiques. Vous pouvez le démontrer par vous-même en construisant un électro-aimant simple et en observant son effet sur de petits objets métalliques, tels que des punaises ou des limailles de fer. Vous serez en mesure de comparer par vous-même un champ électriquement induit à celui d'un aimant. Assurez-vous simplement que votre électro-aimant ne fonctionne pas trop longtemps sans une résistance - un dispositif qui réduit le flux de courant, que vous connecterez à votre circuit - ou qui pourrait être trop chaud à manipuler.

Wrap a un fil de cuivre mince et isolé autour d'un boulon ou d'un clou en fer de 6 pouces ou plus, faisant autant de tours que possible. Le fil ne devrait pas être trop mince, ou il pourrait surchauffer quand vous passez un courant à travers lui, mais il ne devrait pas être trop épais non plus, ou vous ne pourrez pas faire beaucoup de tours dans la bobine. Le fil de calibre 22 fonctionne le mieux.

Dénudez les extrémités du fil à l'aide d'un couteau et collez une extrémité à l'une ou l'autre des bornes d'une batterie de type D, en utilisant du ruban électrique. Assurez-vous qu'il y a une bonne connexion. Saupoudrer une limaille de fer sur une table et placer le clou sur eux, puis touchez l'autre extrémité du fil à l'autre borne de la batterie. Surveillez ce qui se passe dans les limailles, puis coupez la connexion pour éviter la surchauffe du fil.

Placez un aimant permanent juste assez loin de l'ongle pour éviter toute attraction ou répulsion, puis touchez le fil à la borne de la batterie. Regardez ce qu'il se passe sur l'aimant.

Connectez le fil libre à une petite résistance de 30 ohms environ et connectez la résistance à la borne de la batterie avec une autre longueur de fil de la même jauge. La résistance réduit le courant dans le fil et élimine la possibilité de surchauffe. Vous pouvez maintenant laisser le fil connecté.

Observez le motif créé par les limailles de fer lorsque vous placez l'électroaimant dessus, puis retirez-le l'électroaimant, remplacez-le par l'aimant de la barre et comparez les motifs. Ils devraient être pratiquement identiques, bien que l'un puisse s'étendre plus ou moins que l'autre, en fonction des forces relatives des aimants. Cela confirme que les champs produits par l'aimant et l'électro-aimant sont identiques - ils sont tous deux des champs électromagnétiques.

Tenez l'aimant de la barre suffisamment près de l'électroaimant pour ressentir une attraction. Tournez l'aimant autour de sorte que les pôles soient orientés dans des directions opposées et ressentez la répulsion. Ceci confirme que les deux champs ont un pôle nord et un pôle sud.

Astuce

Pour continuer votre expérimentation, essayez de remplacer la résistance par une résistance de 100 ohms. Vous devriez ressentir un affaiblissement notable dans l'interaction entre l'aimant de barre et l'électro-aimant. Vous pouvez également réduire le nombre de spires - vous devriez remarquer un affaiblissement similaire du champ. Enfin, remplacez le clou avec un tube en carton. Cela affaiblit également le champ, car les électrons lâchement liés dans l'ongle contribuent au champ.

Avertissement

Assurez-vous de déconnecter les fils des bornes lorsque vous avez terminé vos expériences. < Même avec des tensions faibles comme celles-ci, il est recommandé de ne pas toucher les bornes de la batterie ou les extrémités dénudées pendant que le circuit est connecté.

Si vous sentez de la fumée, déconnectez la batterie et attendez quelques minutes pour que les fils refroidissent avant de continuer.