بسیاری از دانش آموزان شیفتهٔ آهن ربا هستند. شاید بیشتر به این سبب که آهن ربا از دور عمل م یکند. به کمک آهن ربا می توان میخی در نزدیکی آن را حتی وقتی یک تکه چوب بین آنها باشد به حرکت در آورد؛ به همین ترتیب، جراح مغز و اعصاب می تواند با حداقل آسیب به مغز، الکترودهایی در آن کار گذارد یا چشم پزشک، براده های آهن را از چشم بیمار خارج کند.

می دانیم آه نرباها برخی مواد را جذب م یکنند. ما از همین خاصیت برای چسباندن یک برگهٔ کاغذ روی بدنهٔ یخچال استفاده می کنیم. دور تا دورِ در یخچا لها نیز آه نرباهایی وجود دارد که سبب بسته شدن آن م یشود. بسیاری از اسباب بازی های الکتریکی با استفاده از خواص مغناطیسی طراحی و ساخته م یشوند. بلندگوها، دینام دوچرخه، موتور ماشین لبا سشویی و ... بر اساس ویژگی های مغناطیسی کار م یکنند.

قطب های آهن ربا

در علوم دورهٔ ابتدایی دیدیم، وقتی آهن ربا را به ظرف گیره های کاغذی یا جعبهٔ میخ های کوچک نزدیک می کنیم، گیره ها یا میخ ها جذب آهن ربا م یشوند و بیشتر گیره ها یا میخ ها به دو سر آهن ربا م یچسبند. این قسمت ها را که خاصیت مغناطیسی ) آه نربایی ( قوی تری دارند، قطب های آه نربا نامیدیم. همچنین دیدیم که اگر یک آه نربای تیغه ای را با نخی آویزان کنیم، طوری که به راحتی بتواند بچرخد، همواره یکی از قطب ها به طرف شمال جغرافیایی و قطب دیگر به طرف جنوب جغرافیایی م یایستد. قطبی را که به سمت شمال جغرافیایی می ایستد، قطب شمال یا قطب N نامیدیم و قطبی را که به سمت جنوب م یایستد، قطب جنوب یا قطب S نام گذاری کردیم.



با انجام دادن فعالیت بالا و آزمایش های مشابه نتیجه می گیریم، هما نطور که بارهای الکتریکی همنام، یکدیگر را دفع و بارهای غیر همنام همدیگر را جذب م یکنند، قطب های همنام آه نربا نیز همدیگر را دفع و قطب های غیر همنام آه نربا همدیگر را جذب م یکنند. البته تفاوت بسیار مهمّی بین قطب های مغناطیسی و بارهای الکتریکی وجود دارد. بارهای الکتریکی را می توان از هم جدا کرد؛ ولی آزمایش نشان می دهد، قطب های مغناطیسی را نمی توان از هم جدا کرد. به عبارت دیگر قطب N هرگز بدون حضور قطب S وجود ندارد و بر عکس. اگر آهن ربای میله ای را دو تکه کنیم، هر تکهٔ آن یک آهن ربا با دو قطب خواهد بود.

القای مغناطیسی

اگر در فعالیت بالا مقوا یا شیشه ای را بین میخ اوّل و آهن ربا قرار دهیم، باز هم م یتوان مانند قبل میخ ها را به دنبال هم قرار داد؛ یعنی بدون تماس آهن ربا با میخ، می توان در آنها خاصیت مغناطیسی ایجاد کرد. به این پدیده، یعنی ایجاد خاصیت مغناطیسی در یک قطعه آهن به وسیلهٔ آه نربا بدون تماس با آن را القای مغناطیسی می گوییم. در فعالیتی که انجام دادید، ابتدا میخ اوّل آهن ربا می شود طوری که سر نزديک تر به قطب N آهن ربا، قطب S می شود و سر دورتر قطب N. چون قطب های غیر همنام همدیگر را جذب م یکنند، میخ جذب آه نربا می شود. همین اتفاق برای میخ های دیگر نیز م یافتد. یعنی میخ ها به گونه ای آهن ربا می شوند که قطب های غیر همنام آنها به هم نزدیک باشند.

توجه کنید که هر چه آه نربای اصلی خاصیت مغناطیسی قوی تری داشته باشد، تعداد میخ هایی که از یکدیگر آویزان م یشوند، بیشتر خواهند بود؛ به عبارت دیگر به روش القا خاصیت مغناطیسی قوی تری در می خها ایجاد می شود.

آه نربای الکتریکی

در زندگی روزمره از آه نرباهای الکتریکی استفاده های فراوانی م یشود. در انواع زنگ ها، جرثقیل های مغناطیسی، ساعت های الکتریکی و... از این نوع آه نرباها استفاده م یشود.

در دورهٔ ابتدایی با ساخت سادهٔ آهن ربای الکتریکی آشنا شده ایم. با آزمایش زیر ضمن یادآوری آن مطالب، مفاهیم جدیدی را م یآموزیم.

با انجام دادن آزمایش بالا درمی یابیم، سیم پیچ و میخ دارای خاصیت مغناطیسی شده است و م یتواند همانند یک آه نربا عمل کند. برای تعیین عوامل مؤثر بر خاصیت مغناطیسی آهن ربا، فعالیت صفحه بعد را انجام دهید.

با انجام دادن فعالیت بالا در می یابیم:
۱ قطب N و S آهن ربای الکتریکی به جهت جریان الکتریکی بستگی دارد.
۲_ هر چه جریان گذرنده از سیم پیچ بیشتر شود، خاصیت مغناطیسی آهن ربای الکتریکی بیشتر می شود.
۳_هر چه تعداد دورهای سیم پیچ بیشتر شود، خاصیت مغناطیسی آهن ربای الکتریکی بیشتر می شود.

موتور الکتریکی

آیا م یدانید در ماشین لباس شویی، استوانه ای که لباس در آن قرار می گیرد، چگونه می چرخد و لباس ها شسته م یشوند؟ یا در ماشین های اسباب بازی الکتریکی، چرخ ها چگونه می چرخند و ماشین حرکت می کند؟

یکی از رایج ترین کاربردهای علم مغناطیس در زندگی روزمره، ساخت و استفاده از موتورهای الکتریکی است. موتورهای الکتریکی در جاروبرقی، خنک کن (کولر) های آبی، خودروها و غیره . استفاده می شوند. برای آشنایی با کارکرد موتورهای الکتریکی آزمایش زیر را انجام م یدهیم.

در موتور های الکتریکی، انرژی الکتریکی تبدیل به انرژی حرکتی می شود و م یتوان از چرخش محور برای چرخاندن قطعات دیگر استفاده کرد.به نظر شما از حرکت این سیم پیچ چه استفاده هایی می توان کرد؟

تولید برق

ما همگی از انرژی الکتریکی استفاده م یکنیم. بدون آن زندگی بسیار دشوار است. بدون این نوع انرژی، تلویزیون، رایانه، یخچال، لباس شویی، ظرف شویی و ... نمی توانند کار کنند. آزمایش زیر به شما نشان می دهد که چگونه می توان به کمک یک سیم پیچ و آه نربا جریان الکتریکی تولید کرد.

آیا می توانید توضیح دهید در این آزمایش انرژی جنبشی شما به چه انرژی هایی تبدیل شده است؟