BEVEZETÉS Kedves Szülők!

Conrad Szaküzlet, 1067 Budapest, VI. Teréz krt. 23. Tel: 302 3588

BEVEZETÉS

Kedves Szülők! Ez a kísérletező építőkészlet egyszerű és veszélytelen módon szeretné megmagyarázni, hogy mi az elektromosság és mágnesesség lényege, és hogyan működik például a lámpa, a kapcsoló, az áramkör, a motor, az állandó- és az elektromágnes és az iránytű. Természetesen felteszi a biztonságra vonatkozó kérdést. Az összes elektromos kísérletet az együtszállított telepdoboz táplálj a, amelybe két ceruzaelemet kell berakni. A kísérleteket tehát a csak 3 V értékű nagyon alacsony és veszélytelen feszültségen végzi gyermekük. Ezen kívül ez az építőkészlet az európai biztonsági szabványokon alapszik. Ezek a szabványok kötelezettségeket rónak a gyártóra, de azt is feltételezik, hogy a szülők tanáccsal és tevőlegesen is gyerekeik mellett állnak a kísérletek közben. Nyomatékosan mondja el gyermekének, hogy olvassa el az összes aktuális utasítást és biztonsági előírást, és tartsa kéznél későbbi olvasásra. Arra is hívja fel a figyelmét, hogy kísérletezés közben feltétlenül be kell tartania az összes utasítást és szabályt. Sok örömet és hasznot kívánunk a kísérletezéshez.

Biztonsági előírás ok Kérjük, vegye okvetlenül figyelembe az alábbiakat:  Figyelmeztetés! Nem alkalmas 8 éven aluli gyerekek számára. Ez a termék kis mágenesecskéket tartalmaz. A lenyelt mágnesek a bélben összetapadhatnak, és súlyos sérülést okozhatnak. Azonnal forduljon orvoshoz, ha a gyerek lenyelne (egy) mágnes(eke)t. 

A felnőttek és felelős személyek számára szolgáló utasítások mellékelve vannak, amelyeket be kell tartani.



Őrizze meg a csomagolást, mivel fontos utasításokat tartalmaz.

 

Tilos kísérleteket végezni a hálózati dugaszaljról! Nem szabad valamilyen vezetéket vagy alkatrészt a konnektorba bevezetni! A hálózati feszültség (230 Volt!) életveszélyes! A kísérletekhez 2 db 1,5-voltos LR6/AA típusú elemre van szükség, amelyek a korlátozott raktározási időtartamuk miatt nincsenek mellékelve a kísérletező készlethez.Ezért be kell szerezni két új elemet.



Kísérletezés közben ne zárd rövidre az elemeket, mert felrobbanhatnak!



Sose zárd rövidre az elemek kapcsait.

 

Vedd ki a kimerült elemeket a kísérletező készletből: vedd ki a régi elemeket a telepdobozból. Az új elemeket helyes polaritással rakd be. Az elhasznált elemeket távolítsd el környezetkímélő módon. Nem szabad együtt használni különböző típusú elemeket, ill. régi és új elemet.



Az elemeket helyes polaritással rakd be. A nem tölthető elemeket ne töltsd, mert felrobbanhatnak.



A tölthető telepeket (akkukat) töltés előtt vedd ki a kísérletező készletből.



Nem vállalunk garanciát a kísérletekből fakadó semmiféle esetleges kárért.



A használati útmutató és az anyagkészlet tanulási célokat szolgál, nem pedig professzionális vagy gyakorlati alkalmazás céljait.

Az elektromos áramot mindennap használjuk. Hogy mennyire rá vagyunk utalva a konnektorból jövő láthatatlan erőre, azt csak akkor vesszük észre, ha egyszer kimarad. Az elektromos áram adja nekünk a fényt, táplálja a TV-t és a rádiót, a mosógépet és a hűtőszekrényt, a villanytűzhelyet és a sztereo-berendezést. A telepekben tárolt áram gondoskodik a zseblámpa, a tranzisztoros rádió és az MP3-lejátszó működéséről. Vonatok, földalatti szerelvények és villamosok elektromos erő segítségével közlekednek, a kerékpár dinamójából származó áram világítja meg az utat sötétben, a gépkocsiban az akkumulátor árama számos feladatot lát el. És gyakorlatilag az összes műhelyben és gyárban villanymotorok hajtják meg a gépeket és erőt és mozgást szállítanak mindenhová, ahol és amikor csak szükség van rá. Kevésbe feltűnő, de nem kevésbé hasznos a mágnesek ereje. Mágneses iránytűk irányítják például évszázadok óta a hajókat az óceánokon át. Elektromágnesek - azaz olyan mágnesek, amelyeknek az elektromos áram adja az erőt, vannak a villanymotorokban és a hangszórókban, a kerékpárok dinamójában és azokban az óriási generátorokban, amelyek az erőművekben előállítják az áramot. Ezekből a példákból felismerheted, hogy az elektromosság és a mágnesesség szoros rokonságban van egymással.Mindkét területet meg fogod ismerni izgalmas kísérletek folyamán, amelyeket ennek az építőkészletnek a tartalma segítségével tudsz elvégezni.

A kísérletező készleted részei alkatrész

alkatrész elemdoboz cikkszám: 704484 Sose kösd össze közvetlenül a két elemcsatlakozót ! Az elemek és a kábelek felforrósodhatnak, és felrobbanhatnak, ezenkívül az elemek nagyon gyorsan teljesen kimerülnek. Piros lámpácska cikkszám:

leírás

Összekötő 4 csatlakozással (keresztalakú)

kinézet

cikkszám, 705050 12 db

Az erőcsomag, amely az áramot szolgáltatja a kísérletekhez. De már a kísérletek megkezdése előtte két 1,5 V-os un. minyon-elemet (LR6/AA), kell berakni az elemtartóba az abban jelölt módon. Ezután az elemtartó két csatlakozójáról áramot vehetsz le.

A Összekötő 2 csatlakozással, egyenes (I-alakú) cikkszám, 705051 4 db Összekötő 2 csatlakozással, szögalakú (EL-alakú)

Az elektromos áram később világításra készteti a lámpácskát. Ezzel mutatja egyúttal, hogy elektromos áram folyik át rajta.

Zöld lámpácska cikkszám: 706417

Mint a piros lámpácska, csak más színben.

Sárga lámpácska cikkszám:

Mint a piros lámpácska, csak egy további más színben.

szám:705052 2 darab

szám:706414

Átkapcsoló cikkszám, 705055 2 db

Piros összekötő kábel fülekkel

Az alkatrészekelektromos összekötésére szolgálnak. A végükön a zöld keresztösszekötőkbe illő érintkezők vannak. A szövegben “piros füleskábel" néven szerepel.

nyomógomb szám:705054

Kék összekötő kábel fülekkel

1,4

szám:706429

-

Ha megnyomod a gombot, akkor a csatlakozópontjai között létrehozod az elektromos összeköttetést. Az azonban csak addig marad meg, amíg nyomva tartod a gombot.

Az alkatrészek elektromos összekötésére szolgálnak, de szögbenfolyó árammal. Úgy néz ki, mint egy „L", ezért a szövegben röviden "L-összekötő" névenszerepelnek. Elektromos összekötésre. A három fül úgy van egymással elektromosan összekötve, ahogy azt a fehér vonalak mutatják. A szövegben röviden “Tösszekötő" néven szerepelnek, mivel alakjuk a "T" betűre emlékeztet.

Ha áram folyik át rajta, meglehetősen gyorsan forog a motor és a sárga virág.

A kapcsológomb állásától függőena három érintkezőfül közül kettő-kettő mindig össze van kötve egymással.

Az alkatrészek elektromos összekötésére szolgálnak. A két fül elektromosan össze van kötve egymással. A szövegben röviden "I-összekötő" néven szerepelnek.

Összekötő 3 csatlakozással (T-alakú) szám:705053

szám:706428 Motor ventilátorral

leírás Az alkatrészek összekötésére szolgálnak. A fém csatlakozófülek,például a nyomógomboké, betolhatók az oldalsó hasítékokba. A szövegben "keresztösszekötő" néven szerepelnek.

Elválasztó cikkszám:. 706078

Ugyanaz, mint apiros összekötő kábel fülekkel, csak más színben. IA szövegben röviden "kék füleskábel" néven szerepel.

Az összedugott összekötők, lámpák, kapcsolók stb. egyszerű szétválasztására told be az alkatrészek közé,és nyomd szét.

kinézet

kapcsolási jelölés

alkatrész Piros krokodilkábel cikkszám:

l eí rás Elektromos alkatrészek összekötésére A végein egy-egy úgynevezett krokodilcsipesz van.Azért hívják így, mert hasonlít egy krokodílus pofájára. Ha megnyomod, kinyílik, és rácsíptetheted a kis fém csatlakozófülekre, például az elemdoboz, a lámpácskák vagy a motor csatlakozófüleire. A szövegben "piros krokodilkábel" néven szerepel. De semmi esetre se szabad a kábelt bedugni egy konnektorba, vagy egyáltalán összekötni egy konnektorral. A konnektor feszültsége halálos

kinézet

alkatrész szám:706419 láb c ik ks z ám: 706419

L-állvány szám:706420 Kék krokodilkábel szám:704487

cikkszám, 706423 2 db Gyűrűmágnes cikkszám, 706412 2 db

Elektromágnes cikkszám: 706422

Apró alkatrészek zacskóban. szám:772180

kinézet

A háromrészes iránytű-készlethez tartozik, amelya patkóalakú lábból, az L-alakú állványból, és a fűzőkarikából, azaz a két, fonállal összekötött gyűrűből áll. A rúdmágnessel együtt egy érzékenymágneses erő mutatót kapsz.

Az L-alakú állvány a háromrészes iránytű-készlethez tartozik. A patkóalakú lábba kell bedugni. A kampójára kell akasztani a fűzőkarikát.

Ugyanolyan, mint a piros krokodilkábel, de a jobb megkülönböztethetőség érdekében más színben. A szövegben "kék krokodilkábel" néven szerepel.

fűzőkarika

Rúdmágnes

leírás

Egy erős mágnes Különböző színek (kék, piros) jelölik a mágnes két pólusát: az északit a piros, a délit a kék szín.

szám:706421

Két, fonállal összekötött gyűrű, amely az iránytűkészlethez tartozik. A kisebbik gyűrűt akaszd fel az állvány kampójára. A nagyobbik gyűrűre akaszd fel a két rúdmágnest.

Vasporos doboz cikkszám:

Finom vaspor egy lezárt tartályban. A mágneses erővonalak láthatóvá tételére szolgál.

További szükséges dolgok a háztartásból.

2 vonalzó (30 cm), ceruza, karton,filctollak, olló, papír, ragasztószalag, fém tapadószalag, helyi térkép, iratkapcsok Alufólia, fémlábas, fémvilla, csésze, csészealj, pohár, nagy levesestál, főzőkanál, fém sütőtepsi, egy teamécses alumínium tálcája, palack,egy üveg alumíniumkupakja, üvegtetők Szegek, varrótűk, reszelők, csiszolópapír vagy köszörűkő, fadarab, egy maroknyi homok, különböző érmék, könyvek, spárgák, szövetdarabok, műnyagdarabok

Ezeknél a mágneseknél is színek jelölik a két pólust, a piros az északi, a kék a déli pólus.

A gyűrű- és a rúdmágnestől eltérően ez a mágnes csak akkor válik mágnesessé, amikor áram folyik át rajta.

Különböző vasalkatrészeket tartalmaz a kísérletekhez, pl. csavarokat, anyákat, alátéteket, és színes korongokat vékony vaskarikával, amelyeket a mágneses játékokhoz lehet felhasználni.

.

...,

2. Elektromos hullámvasútazás

Elektromosság Ennek a fejezetnek a kísérletsorozata folyamán megismered az elektromos áramot és néhány alapvető tulajdonságát, és kitalálod, mi mindent lehet csinálni a kapcsolókkal, a lámpácskákkal és a motorral . A kísérletező készleted három különböző színű lámpácskát tartalmaz. Világítson mind a három egyszerre.

A kábelek szépen laposan és egyenesen futnak. A kábel akkor is vezeti az áramot, ha

csomót kötünk rá?

1. keringő áram

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott

elemekkel  Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel  Piros lámpa

A műveletek: Szerelj össze megint egy áramkört, mint az előző kísérletben. Csak előzőleg készíts egy csomót az egyik kábelre, de ne húzd meg túl erősen, nehogy megsérüljön a kábel. A lámpa ugyanolyan fényesen világít, mint előzőleg. Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott

elemekkel  Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel  Piros lámpa  Zöld lámpa  Sárga lámpa

Így működik: A műveletek: 1. Biztosan tudod, hogy az elektromos áram vezetékeken keresztül foyik. Kösd tehát össze az elemdoboz csatlakozófülét a piros krokodilkábel segítségével a piros lámpa egyik érintkezőfülével. Világít a lámpa? Biztosan nem. 2. Vagy talán sérült a kábel? Próbálkozz a kék krokodilkábellel. Most világít a lámpa? 3. Esetleg hibás a körte? Próbálkozz a sárga vagy a zöld lámpával. Így se működik. 4. Az elemtartónak két csatlakozófüle van, a lámpácskának is. Talán mind a kettőre szükség van? Kösd hát össze a lámpa mindkét fülét az elemdoboz egy-egy fülével az ábrának megfelelő módon. Hurrá! Most már világít a körte. 5. Ismételd meg a kísérletet a másik két körtével is. Ők is világítanak. 6. Szakítsd meg valahol az áramkört. A körte azonnal kialszik.

Így működik: Az áramnak mindig körbe kell folynia. Itt az elemdoboz egyik füléről indul ki, átfolyik a kábelen a lámpába, ahonnan megint kilép, és a második kábelen keresztül az elemdoboz másik füléhez folyik vissza. Az ilyesmit hívjuk áramkörnek. Ha csak egyetlen helyen is megszakítjuk, azonnal abbamarad az áram folyása. Emiatt az elektromos készülékeknek legalább két csatlakozópontja van: az egyikbe befolyik az áram, míg a másikból kifolyik.

Az elektromos áram olyan mozgékony, hogy mégegy sok csomóból és hurokból álló "hullámvasút" se kottyan meg neki.

Pontosabb magyarázat: áram körforgalomban Az elekromos áram láthatatlan. Csak a hatásait fel, pl. ég a lámpa, vagy forog a motor. Mivel részecskék, az elektronok áramlásából áll. apróbbak, mint az atomok, és egy fémdrót mozognak, pl. a Te kábeledben.

ismerheted a legapróbb Ezek még anyagában

Fantáziád azonban világos képet tud alkotni arról, hogy mi történik egy áramkörben: Képzelj el egy zárt csövet, amely egy kört képez, és vízzel van megtöltve. Az egyi k pontján egy szivattyú van beépítve. Ha forog a szivattyú, mozgásba hozza a vizet, úgyhogy keringeni fog a csőben. Egy másik ponton egy kis malomkerék van. A malomkereket az áramló víz megforgatja, és az kívül pl. egy kis légcsavart hajt. Ebben az áramkör-modellben a szivattyú az elemeidnek felel meg. Az is hozza mozgásba az elektronokat. Azok a kábelekben folynak, amelyek a csőnek felelnek meg. És a malomkerék lenne például a lámpa vagy a motor, azaz egy készülék, amely az elemek által szállított energiát fénnyé vagy mozgássá (vagy valami mássá) alakítja át. Az ilyen készülékeket teljesen általánosan "fogyasztó"-nak nevezzük. Ha a csövet az egyik ponton elzárjuk, a szivattyú már nem tudja pumpálni a vizet, azaz leáll a teljes folyamat. Ugyanígy azonnal leáll az elektronáramlás, ha valamelyik ponton megszakítjuk az áram kört.

3.Felcserélt csatlakozók:

Van jelentősége, hogy melyik irányban folyik az áram a lámpán keresztül? Ezt könnyen kitalálhatod. Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel

A műveletek: Szerelj össze egy áramkört az 1. kísérlettel azonos módon. A lámpa ég. Húzd le most a lámpa mindkét füléről a kábelt, forgasd körül a lámpát, és csíptesd ismét fel a csipeszeket. A lámpa ugyanolyan fénnyel világít, mint az előbb, bár az áram most más irányban folyik át rajta.

Így működik: Sok elektromos alkatrész ugyanolyan jól működik, bármely irányban is folyik át rajta az áram. Az izzók, mint a Te lámpádban lévő is, ilyen alkatrészek. Vannak azonban olyan alkatrészek is, mint később még látni fogod, amelyeknél jelentősége van az áram folyási irányának.

Pontosabb magyarázat: hogyan is világítanak az izzólámpák? Az elektronok egy huzal fémanyagában meglehetősen szabadon folynak. Elképzelheted, hogy közben átfurakodnak a fém atomjai között, mint a siető tömeg egy folyosón. Ha egy széles folyosón sietnek, akkor mindegyikük jól halad előre. Ha azonban a folyosó hirtelen beszűkül, problémák adódnak: A siető emberek csak szorosan összepréselődve jutnak át rajta. Lehet, hogy közben meg is izzadnak. Az elektronoknak is problémát jelent, ha túl sokuknak kell egy szűk vezetéken átkényszeríteni magát. Mivel ez a vezeték ellenállást fejt ki előrejutásukkal szemben. Legyőzik ugyan az ellenáll ást, de meleget is termelnek közben - és ez olyan nagy lehet, hogy a vezeték izzani kezd Ha a vezeték elég forró, fényt bocsát ki. A lámpában lévő drót vastagsága úgy van méretezve, hogy elég világosan izzik, ha a két elem árama átfolyik rajta. Ha az áram nagyobb lenne, a vezeték túlzottan felforrósodna, felolvadna és átégne. A kábelekben lévő drót ellenben sokkal vastagabb. Abban annyi helyük van az elektronoknk, hogy normál esetben egyáltalán nem melegszenek fel egyik kísérletnél sem.

 Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel

5. Zöld áramvezető

 Piros lámpa

4. Fülek krokodilcsipeszek helyett A krokodilcsipeszes kábeleken kívül találsz még az építőkészletben olyanokat, amelyeknek sajátos zöld kockácskák vannak a végükön. Próbáld meg, hogyan tudod használni őket.

A zöld keresztösszekötőkön kívül találsz még a kísérletező készletben további zöld összekötőket. Vajon felépíthető belőlük egy áramkör teljesen kábelek nélkül?

Szükséged van:  Piros lámpa

A műveletek:

 -4 keresztösszekötő  2 I-összekötő

Kösd össze az alkatrészeket és a zöld összekötőket pontosan az ábrának megfelelő módon. Figyelj arra, hogy a fülek jól be legyenek dugva a résekbe. Ekkor ég a lámpa.

Így működik: Az áram a zöld összekötőkben elrejtett vezetékeken át folyik a fehér vonalak által jelzett útvonalon. A zöld építőelemeket tehát használhatod az elektromos összeköttetések számára.

6 Félerővel Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott

elemekkel  Piros füleskábel  Kék füleskábel  4 keresztösszekötő

A műveletek: Szerelj össze ismét egy áramkört, de ezúttal füleskábellel. Annak érdekében, hogy össze tudd kötni őket a lámpával és az elemdobozzal, egy-egy keresztösszekötőt rá kell tolni afüleskábelekre. A keresztösszekötők hasítékát ezután rányomod a lámpa és az elemdoboz füleire.

Így működik: A lámpa ég. Tehát ezeket a kábeleket is használhatod elektromos összeköttetésekhez.

Az elemdoboz két elemet tartalmaz, amelyek egyesítik erőiket.Vajon akkor is ég a lámpa, ha csak egy elem biztosítja az áramot?

A műveletek: Nyisd fel az elemdoboz tetejét, és vedd ki belőle az egyik elemet. Kösd össze a két füleskábelt a keresztösszekötőn keresztül a lámpával az ábrának megfelelően. A lámpa nem gyullad meg. Mivel a kivett elem is az áramkör egy része volt, nélküle nem zárt az áramkör. Az áramkör zárása érdekében kösd össze az elemtartónak a most üres részében lévő két érintkezőt a piros krokodilkábel segítségével. Most tényleg ég a körte, ha messze nem olyan erős fénnyel is, mint két elemmel.

Szükséged van a következőkre:

 Piros krokodilkábel    

Piros füleskábel Kék füleskábel Piros lámpa 4 keresztösszekötő

8 Kettős csomagolásban Így működik: A kísérlet kimutatja, hogy egyetlen elem teljesítménye kisebb kettőénél.

Talán már magadtól is rájöttél arra, hogy a sorba kapcsolás helyett a lámpákat közvetlenül is rá lehet kötni az elemekre. Szükséged van a következőkre:     

Elemdoboz berakott elemekkel Piros lámpa Zöld lámpa 6 keresztösszekötő 4 I-összekötő

A műveletek: Szereld össze az alkatrészeketa rajz szerint. Mindkét lámpa most teljes fényerővel világít.

7. Két körte – fele fényesség Ha egy elem teljesítménye kisebb, mint kettőé — vajon akkor is mutatkozik különbség, ha egy helyett két lámpát kell árammal ellátnia?

Így működik: Kövesd az áram útját. Az elem egyik csatlakozójáról az áram egy része a piros lámpán át folyik vissza az elem másik csatlakozójára. Egy része továbbra is a zöld lámpán át folyik vissza az elem másik csatlakozójára. Most tehát két áramköröd van, mindkettőt

ugyanaz az elem táplálja. A két lámpának ezt az elrendezését "párhuzamos kapcsolás"-nak hívják.

Pontosabb magyarázat: Elektromos feszültség és áramerősség Képzelj el most egy nagy malomkereket. Mikor jár jobban: Ha egy vékony erecske csordogál a kerékre? Vagy ha a víz

Szükséged van Szükséged vana a következőkre: következőkre:  elemdoboz berakott elemekkel  Kék füleskábel  Piros lámpa  Zöld lámpa  4 keresztösszekötő 

4 keresztösszekötő

széles sugárban ömlik a lapátokra? Világos, hogy az erős vízsugár jobban forgatja

a kereket.

Az elektromos áram esetében is az erőssége a fontos, azaz a másodpercenként a vezetéken átáramló elektronok mennyisége. Ezt az áramerősséget amperben (rövidítése „ A") mérjük. Ezt a mértékegységet Andre Marie Ampere (1775 – 1836) francia fizikusról nevezték el. A Te lámpácskádon csak az amper egytized része folyik át,

A műveletek:

Szerelj össze egy áramkört, most azonban iktasd bemind a két lámpát egymás után. Mind a kettő világít, azonban kevésbé fényesen, mint egyébként.

Így működik: Ha az áram mindkét lámpán keresztül folyik, láthatóan sötétebben világítanak, mintha az elemnek csak az egyiket kellene táplálnia. Egyébként az elektromos szakemberek az elektromosan egymással összekötött alkatrészek bármilyen elrendezését "kapcsolás"-nak hívják. A két egymás után kötött lámpából álló elrendezést ezért "soros kapcsolás"-nak hívják.

egy

villanymozdony motorján át viszont több szám amper. És hogyan hajtasz át erős vízsugarat a csövö n át, vagy erős elektronáramot a vezetéken át. Kellő nyomást kell kifejteni ehhez. Az elektromosságtanban mindenesetre nem nyomásról beszélnek, hanem "elektromos feszültségről". Ennek a mértékegysége a volt (rövidítve "V"). Ezt a mértékegységetAlessandro Volta (1745 – 1827) olasz természetkutatóról, az elem feltalálójáról nevezték el. Mindegyik elemed 1,5 Volt feszültséget szolgáltat. Egy autóakkumulátorban 12 V feszültség van, a hálózati konnektorban 230 volt, villanyvasutak felsővezetékében 15 000 Volt, míg zivatarkor 100 millió volt feletti feszültségek jönnek létre, amelyek aztán több kilométer hosszú villámokat eredményeznek.

Pontosabb magyarázat: Hogyan állít elő áramot egy elem? Ezzel a tudással jobban megérted a két előző kísérlet eredményét is. Az elemdobozba berakott elemek sorba kapcsolódnak egymással, és összegződi k a feszültségük. Az áramot 3 volttal hajtják át a lámpákon 1,5 V helyett. Egyetlen elem csak 1,5 V-ot képes szolgáltatni. Az áramerősség tehát kisebb, az elektronoknak nem kell annyira tülekedniük, és a lámpa sötétebben ég. Akkor is kisebb az áramerősség, amikor a lámpák sorba vannak kötve, mert a két vékony huzal jobban gátolja az elektronokat, mint egy - az összegződő ellenállás nagyobb. Párhuzamos kapcsolás esetében azonban ez nem probléma, az elektronáram most szét tud oszolni, és ezért kisebb ellenállást kell legyőzniük.

Tulajdonképpen már a kérdés is hamis: Egy elem ugyanis nem állít elő áramot, ugyanannyira nem, mint egy vízkörben sem állít elő vizet a szivattyú. A vezetékek ugyanis amúgyis tele vannak elektronokkal. Az elem csak mozgásba hozza őket. Gondolj csak a vízkörre. A nyugvó víz nem hozza mozgásba a malomkereket, csak az áramló víz. És éppen így csak az áramló elektronok végeznek hasznos munkát, például egy lámpában. De hogyan hozhatod ügetésre az elektronokat? A fizikus, Alessandro Volta már több mint 200 évvel ezelőtt megfigyelte, hogy elektromos feszültség jön létre, ha két különböző fémet merít egyszerre sóoldatba,például rezet és cinket. Így építette fel az első elektromos elemet egyenletesen folyó áram forrásaként. Ma már tudjuk, hogy egy ilyen elemben bonyolult vegyi folyamatok zajlanak le, amelyek folyamán az egyik fém lassanként feloldódik, az így felszabaduló energia hajtja előre az elektronokat. Egy elemnek tehát két csatlakozása van: az egyiken elektron-felesleg van jelen, egy elektronnyomás. A másikról az elem elektronokat szeretne elszívni. A fizikában az elektronfelesleggel bíró csatlakozást „negatív-pólus”-nak, a másikat „pozitív-pólus"-nak nevezik.

9 Gyorsan kapcsolva

Egyébként olykor azt olvashatod, hogy az elektromos áram a pozitív pólus felől a negatív felé folyik. Ez az úgynevezett műszaki folyásirány. Ezt már jóval korábban így határozták meg. Akkoriban az áramot pozitív töltéshordozók folyamának képzelték el. Csak később jöttek rá, hogy valójában negatív töltésű részecskék, azaz az elektronok vesznek részt a folyamban.

Ha a lámpát hosszú ideig hagyod égni, az elem kimerül. Másrészről terhes dolog, ha az áramkört ismét és ismét szét kell szedni,vagy össze kell dugni. De ezt a problémát megoldhatod a kapcsolóval.

Ha a

10 Kapcsolók libasorban

lámpákat egymásután lehet kötni, akkor ennek kapcsolókkal is működnie kell . Próbáld ki, hogyan viselkedik ekkor az elektromos áram. A műveletek: Vedd ki az 5. áramkörből az I-összekötőt, és rakj be helyette egy átkapcsolót. Most a narancsszínű kapcsolóval be- és kikapcsolhatod a lámpát.

Szükséged van a következőkre:  elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  1 átkapcsoló  4 keresztösszekötő  1 I-összekötő

Du brauchst:

Szükséged van a következőkre:  elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  2 átkapcsoló  6 keresztösszekötő  2 I-összekötő

Így működik:

Kapcsolóállások

Az átkapcsoló a kapcsológomb állásától függően nyitja vagy zárja a két kapcsolóérintkezőt, és ezáltal az áramkört. Teljesen hasonlóan működnek a falikapcsolók is, amelyekkel a szobában felgyújtod/leoltod a szoba elektromos világítását.

1.kapcsoló 2. kapcsoló lámpa

A műveletek: Szerelj össze egy áramkört, amelybe mind a két átkapcsolót beiktatod, a legjobb, ha közvetlenül egymás után, ahogy azt az ábra mutatja. Mert így jobban össze tudod hasonlítani az állásukat. Próbáld ki a két kapcsológomb különböző állásait. Hány különböző lehetőség van? És hánynál világít a lámpa?

Így működik: Összesen négy lehetőség van:1. kapcsoló balra és 2. kapcsoló balra, 1. kapcsoló balra és 2. kapcsoló jobbra, 1. kapcsoló jobbra és 2. kapcsoló balra, 1. kapcsoló jobbra és 2. kapcsoló jobbra. Csak az utolsó állásnál világít a lámpa. A számítástechnikában ezt az elrendezést "ÉS-kapcsolás"-nak hívják. Mivel a lámpa csak akkor világít, ha az 1. és a 2. kapcsoló egyaránt be van kapcsolva.

12 Morzézés fénnyel

11. Az egyik, vagy a másik

Akarsz a barátodnak a szomszéd lakásban, vagy mondjuk a testvérednek titkos üzenetet küldeni? Az egyik lehetőség erre a morzézés. Ez egy rövid és hosszú jelekből álló kód, amelyet rádió- vagy fényjelekkel küldhetsz el. Egyébkpént a morzekódot és a morze-készüléket feltalálója, Sam,uel Morse nevéről nevezték el.

Természetesen a két kapcsolót párhuzamosan is lehet elrendezni. Hogyan viselkedik az áram ebben az

esetben? Szükséged van a következőkre:  elemdoboz berakott elemekkel  Zöld lámpa  2 átkapcsoló  6 keresztösszekötő  3 I-összekötő

Kapcsolóállások

1.kapcsoló 2. kapcsoló lámpa

Szükséged van a következőkre:

A műveletek:

 Elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  Nyomógomb  4 keresztösszekötő  1 I-összekötő

Így működik:

Szerelj össze egy áramkört nyomógombbal és lámpával. A gomb rövid és hosszú ideig tartó megnyomása által megfelelő ritmusban gyullad meg a lámpa. Így morze-jelket tudsz továbbítani. A kapcsolás csak azt mutatja, hogyan működhet egymorzekészülék. Ha alkalmazni is akarod, néhány méter kettős vezetékre van szükséged még. A vezetéket a krokodilcsipeszek segítségével úgy csatlakoztatod, hogy a nyomógomb és az elem nálad legyen, míg a lámpa a másik szobában. Ideális esetben két „Elektro & Co." kísérletező készleted lehetne, úgyhogy egy ellenállomást is fel lehetne építeni. Egy másik lehetőség az, hogy a lámpát az ablakhoz teszed, úgyhogy a barátod fel tudja ismerni a fényjeleket. Ez persze csak sötétben működik. A „Morse-távíró" c. 62. kísérletben egymorzeállomást,amelynél a jeleket még hallhatod is.

Morzekódok A műveletek: Építsd fel az ábrán látható elrendezést, és próbáld ki megint a különböző kapcsolóállásokat. Hánynál világít a lámpa most?

Így működik:

Megint négy lehetőség van. Ezúttal azonban három esetben ég a lámpa, és csak egy esetben nem. A számítástechnikában ezt az elrendezést "VAGY-kapcsolás"-nak hívják. Mivel akkor ég a lámpa, ha az 1. vagy a2. kapcsoló be van kapcsolva. Csak ha mind a kettő ki van kapcsolva, akkor nem ég a lámpa.

felépíthetsz

13. Választás a piros és a zöld közül

Pontosabb magyarázat: kapcsolási rajzok A sok egymással összekötött alkatrész miatt az elrendezések azonba n egy kissé áttekinthetetlenek. Az elektromos szakemberekemiatt kifejlesztettek egy módszert arra, hogy az alkatrészeket és elrendezésüket egyszerűen és áttekinthetően ábrázolják. Mivel az elektromos alkatrészek egy adott elrendezését "kapcsolás" -nak hívják, ennek a képét "kapcsolási rajz"-nak nevezik.

Biztosan már megkérdezted magadtól, hogy mire lehet használni a kapcsoló harmadik csatlakozóérintkezőjét. Most megtudhatod.

Egy kapcsolási rajzban az egyes alkatrészeket egy-egy könnyen megjegyezhető szimbólummal jelenítik meg. Egy elem szimbóluma az elemdobozon látható: egy sor rövid és hosszú vonal. Ezek azokat a fémlemezeket szimbolizálják, amelyekből az első elemek álltak. Egy lámpa szimbóluma egy kör, benne „X", egy motoré egy hasonló kör, benne „M". Még egyszerűbb az elektromos összeköttetések, azaz a vezetékek jele: egyszerű vonalak. De vigyázat: ahol keresztezik egymást, nem kell okvetlenül összeköttetésnek lennie közöttük. Csak ha a kertesztezés helye egy vastag ponttal is el van látva, jelent tényleges elektromos összeköttetést. Világosak a kapcsolók és átkapcsolók szimbólumai is: felismerheted bennük az csatlakozóérintke zőket az adott kapcsolattal együtt. Az egyes alkatrészek kapcsolási rajzbeli szimbólumait lásd a 4. fejezetben ("Alkatrészek a kísérletező készletedben"). Az áram útját nagyon egyszerű követni egy kapcsolási rajzban. Gyakorold ezt a "Választás a piros és a zöld közül" című előző fejezetben. Segítségül bejelöltük az áram haladását egy piros és egy zöld nyíllal az összekötő vezetékek mentén. Néhány további kísérlethez is találsz kapcsolási rajzot, és lassanként megtanulod "olvasni" ezeket a kapcsolási rajzokat. Ami nagyon fontos készség azok számára, akik az elektromos árammal foglalkoznak.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  Zöld lámpa  1 átkapcsoló  8 keresztösszekötő  3 I-összekötő  1 L-összekötő

A műveletek: Állítsd össze az alkatrészeket a rajz szerinti elrendezésben. A kapcsolóállástól függően folyik áram a piros vagy a zöld lámpán keresztül, úgyhogy mindig ég az egyik. Ha átkapcsoljuk a kapcsolót, kialszik ez a körte, és kigyullad a másik.

Így működik: A kapcsolásnak két áramköre van, az egyik a piros lámpáé, a másik a zöldé. Mindkettő a felsőelemérintkezőre csatlakozik. A kapcsoló a kapcsológomb állásától függően hol az egyik, hol a másik áramkört köti össze az alsó elemérintkezővel. Az ilyen piros-zöld-átkapcsolók nagyon praktikusak. Ha van modellvasútad, jelzésre használhatod a kapcsolót. Vagy a látogatóidnak jelezheted vele, hogy beléphetnek-e a szobádba, vagy sem.

14 Saját jelzőlámpa A piros és a zöld természetesena jelzőlámpa színei is, amelyek megmondják a közlekedőknek, hogy mikor mehetnek tovább, vagy mikor keresztezhetnek egy sávot. A jelzőlámpánál még a sárga szín is hozzájön, mint értesítés. Akarsz Te is három színt vezérelni tudni?

A műveletek: 1. Kösd össze a következő ábrának megfelelően a zöld lámpát az első átkapcsolóval. A kapcsoló második csatlakozóérintkezője a másik kapcsolóra van vezetve, amely megint csak a zöld és - a füleskábelen át - a sárga lámpával van összekötve. Most váltakozva gyújthatod meg a zöld, a piros vagy a sárga lámpát.

Szükséged van a következőkre:

2. Egy valódi közlekedési lámpánál (némelyik országban) a sárga lámpa hol a piros, hol a zöld lámpával ég együtt. Az előző elrendezés ezt ugyan nem tudja, de az alábbi rajz elrendezése igen. Itt az első lámpa áramot ad a zöld lámpára, a másik kapcsoló a piros lámpát látja el, és a nyomógombbal tetszés szerint melléjük felkapcsolhatod a sárga lámpát is.

 Elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  Zöld lámpa  Sárga lámpa  Kék nyomógomb  2 átkapcsoló  12 keresztösszekötő  3 I-összekötő  1 L-összekötő  1 T-összekötő

15. Fény a folyosó végéről Hosszú folyosókon a világítást többnyire két helyen lehet bekapcsolni. Ezt nem is olyan könnyű megvalósítani. Két, egymással sorbakapcsolt kapcsolóval ez nem fog működni, mert ha az egyik ki van kapcsolva, a másikkal a világítás már nem kapcsolható be. Van azonban egy trükk.

Szükséged van a következőkre:

Így működik: Az első elrendezésnél az áram vagy a zöld lámpához folyik, vagy a második kapcsolóhoz, amely azt átkapcsolja a piros lámpára, vagy a sárga lámpára. A második elrendezésnél a két átkapcsoló és a nyomógomb egy-egy lámpával van összekötve. Próbálj meg létrehozni még más elrendezéseketés lámpakombinációkat is. Vigyázz azonban arra, hogy sosekösd össze közvetlenül az elemcsatlakozásokat. Vizsgáld meg ezért a régi elrendezéseketelőbb csak röviden.

 Elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  2 átkapcsoló  9 keresztösszekötő  2 L-összekötő  2 I-összekötő

A műveletek: Építsd fel a rajz szerinti elrendezést. Most már mindegyik kapcsolóval bekapcsolhatod és kikapcsolhatod a világítást. Így működik: Kövesd le a négy lehetséges kapcsolóállás mindegyikénél az áram útját. Mind a két kapcsoló az egyik lehetséges állásában zárni tudja az áramkört a másik kapcsoló állásától függetlenül. Az áram útja az elem negatív pólusától a pozitív pólusáig vagy a piros, vagy a fekete útvonalat követi. Két kapcsolónak ezt az összeköttetési módját "váltókapcsolás"-nak hívják.

16 Vezetők és szigetelők Magától értetődőként használtuk eddig a kábeleket, vagy a zöld összekötőkben lévő fém-alkatrészeket arra, hogy az áramot az elemcsatlakozóktól a lámpákhoz vezessük. Az elektromos áram tehát nyilvánvalóan átfolyik a fémeken. A levegőn át azonban nem tud folyni, mert különben a lámpa nyitott áramkör ellenéreis égne. Milyen anyagokon át folyik

A műveletek: Csíptesd rá a piros krokodilkábelt az egyik elemcsatlakozóra. A másikra tedd rá a lámpát a keresztösszekötő segítségével. A szabad fülére csíptesd rá a kék krokodilkábelt. Ha most a két szabad krokodilcsipeszt összeérinted, kigyullad a lámpa.

egyáltalán az áram?

Most bármilyen tárggyal összekötheted a két krokodilcsipeszt. Ha kigyullad a lámpa, tudod, hogy a tárgy vezeti az áramot. . Próbálkozz például fémlábassal, fakanállal, alufóliával, fémvillával, érmével, csészével, papírral, műanyaggal, szeggel és üveggel.

Szükséged van a következőkre:

Így működik:

 Elemdoboz berakott elemekkel  Zöld lámpa  Kék krokodilkábel  Piros krokodilkábel  1 keresztösszekötő  Különfélék a háztartásból

Csak a fémből készült tárgyak gyújtják meg a lámpát. Azokat az anyagokat, amelyek jól vezetik az áramot, "vezető"-nek hívják. Más anyagokat, például a műanyagokat és a papírt, amelyek nem vezetik, "szigetelőanyag"-nak (rossz vezetőnek) hívják. A vezetőkben jól tudnak mozogni az elektronok, a szigetelőkben az anyag atomjai elzárják az elektronok útját. Az elektromos háztartási készülékeket például kábel segítségével kötjük össze a konnektorral. A kábelek belsejében két rézdrót van, amelyek az áramot bevezetik a készülékbe, és visszavezetik onnan. A réz műanyagköpeny alatt van. Az megakadályozza, hogy az életveszélyes konnektorfeszültségen lévő csupasz rézt megérintsük.. Ezenkívül azt is megakadályozza, hogy az áram már a kábelen belül az egyik vezetékről átugorjon a másikra - egy ilyen „rövidzár" esetén el sem érné a készüléket.

Pontosabb magyarázat: Hogyan válhat veszélyessé az áram? Nemcsak a fémek vezetik az áramot. A sóoldatok is vezetik például, csak nem olyan jól. Vérünk és testszöveteink is tartalmaznak ilyen sóoldatokat. Ha áram folyik át a sóoldatokon, felbomlanak, ami közben nemcsak hő keletkezik, de mérgező anyagok is. Ezen kívül az idegeink és az agyunk gyenge elektromos jelekkel működnek. Az erős elektromos áram úgy hat ránk, mint elefánt a porcelánboltban, és mindent összekuszál. A következmény a szív leállása és megfulladás lehet, mivel a légzőizmok megmerevedhetnek. Mivel a test az áramot elég rosszul vezeti, az elektromos áram egy bizonyos minimális feszültségtől kezdve válik veszélyessé. Az a 3-voltos feszültség, amelyet az elemdobozod szolgáltat, egyáltalán nem tud veszélyes nagyságú áramot áthajtani testeden. Egészen más a helyzet a konnektor 230 V-os feszültségével: halálos lehet. Különösen veszélyes akkor, ha nedves a bőröd, mert a nedvesség is vezeti az áramot. Emiatt kell az úgynevezett vizes helyiségekben, pl. a fürdőszobában és a konyhában különösen óvatosnak lenned az elektromos készülékekkel.

17 Piros fény riasztáskor

Tudod, hogy mi is egy riasztókészülék? Egy olyan berendezés, amely jelzi, ha például valaki egy ajtót vagy egy ablakot kinyit. Az alkatrészeiddel modellezni tudod egy egyszerű riasztókészülék működését, amelynél kigyullad egy piros lámpa, ha például kinyitnak egy

ablakot.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  Kék krokodilkábel  Piros krokodilkábel  1 átkapcsoló  2 keresztösszekötő  Alufólia  2 átkapcsoló

A műveletek: 1. Hajtogass össze alufóliából két erős csíkot. Csíptesd be mindegyiket egy könyvbe úgy, hogy kiálljon belőle. Az egyik könyv képviseli az ablakkeretet, a másik az ablakszárnyat. Csíptess egy-egy krokodilcsipeszt az alufóliacsíkra. Az egyik kábel vezessen az egyik elemcsatlakozóra, a másik a piros lámpára, amelyet köss össze megint a másik elemcsatlakozóval. 2. Rakd le úgy a könyveket, hogy az alucsíkok közel legyenek egymáshoz, de még ne érintsék egymást. Told hozzá az egyik könyvet (mintegy az ablakszárnyat) a másikhoz annyira, hogy az alucsíkok rövid időre érintkezzenek egymással. A piros lámpa kigyullad, és betörést jelez. 3. Nappal esetleg szeretné az ember kinyitni tudni az ablakot anélkül, hogy riasztást váltana ki vele. Iktass be tehát még egy kapcsolót a lámpa és az elem közé. Ezzel a kapcsolóval be- és kikapcsolhatod a riasztókészüléket. Így működik: Ha egy betörő felnyitja az ablakot, rövid időre érintkeznek a csíkok. Ekkor záródik az áramkör, és a lámpa rövid időre felvillan. A valódi riasztóberendezéseknél nemcsak egy jelzőlámpa működik, hanem egy hangjel is megszólal egy riasztóközpontban. Napközben általában kikapcsolják az ilyen riasztóberendezéseket. Csak este kapcsolják be - úgy szokták mondani, hogy "beélesítik". Ha a villanyszerelési vagy építési szakboltban vásárolsz pár méter vékony kéteres kábelt, a készüléked felszerelheted az ajtódra vagy az ablakodra is..

18 Riasztás az ablaküveg betörésekor Egy betörő esetleg ki se

Szü k séged van a k övetk ezőkre:  elemdoboz berakott elemekkel  motor  1 átkapcsoló  4 keresztösszekötő  1 I-összekötő

nyitja az ablakot, hanem betöri az üveget. Vagy betöri a kirakatüveget, hogykirabolja a kirakatot. Hogyan nézhet ki az a riasztókészülék, amely ilyen esetben riaszt?

A műveletek: Állíts össze egy áramkört kapcsolóval, de most ne lámpát, hanem helyette egy motort iktass be. Bekapcsoláskor gyorsan forog a ventilátor.

Így működik: Egy villanymotor az elektromos áramot forgómozgássá alakítja át. Az ilyen motorok a technikában és a mindennapokban fontos szerepet játszanak - ők hajtanak meg számos gépet és készüléket. Még egy benzinmotoros autóban is számos villanymotor teljesít szolgálatot, például szellőzőventilátor, ablakemelő vagy ablaktörlő meghajtását végzi.

20 Ellenkező irányban A lámpának teljesen mindegy volt, hogy melyik irányban folyik át rajta az elektromos áram. Ugyanígy van ez Szü k séged va n a kElemdoboz övetk ezőkre:berakott elemekkel  Piros lámpa  Kék krokodilkábel  Piros krokodilkábel  1 átkapcsoló  2 keresztösszekötő  Alufólia

A műveletek:

egy villanymotornál is?

Szerelj ismét össze egy áramkört elemmel, lámpával, átkapcsolóval és krokodilkábelekkel. Vágj ki alufóliából egy keskeny, kb. 20 cm hosszú csíkot, és csíptesd rá egy szabad krokodilkábel mindkét végére. A lámpa világít. Képzeld el, hogy egy hajszálvékony alufóliacsík van felragasztva egy ablaküvegre. Ha betörik az üveget, elszakad az alucsík. Próbáld meg az alucsíkoddal - szakítsd el. Mi történik?

Így működik: Mindaddig, amíg érintetlen az alucsík, világít a lámpa, ha be van kapcsolva a riasztókészülék, mivel zárt az áramkör. Ha megszakad, kialszik a lámpa - ez a risztási jel. Hasonló riasztókészülékek vannak tényleges használatban. Csak gondoskodnak arról, hogy az alumíniumcsík elszakadásakor hallható riasztás, vagy az ügyeleti szolgálatra küldött csendes hívás történjen.

A műveletek: Szü k séged van a k övetk ezőkre:  elemdoboz berakott elemekkel  motor  Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel

19. Elforgatott A kísérletező készlet alkatrészei közé tartozik egy ventilátorral felszerelt motor is. Itt az ideje,

hogy kipróbáld.

1. Kösd össze a motort a krokodilkábelek segítségével az elemdobozzal. Jegyezd meg a forgásirányt. Cseréld fel a krokodilkábel csatlakozásait az elemdobozon. Most a másik irányban folyik át az áram a motoron. Hogyan forog most a ventilátor? 2. Cseréld fel most a most a forgásirány?

krokodilkábel csatlakozásait a motoron. Milyen

Így működik: Egy lámpához képest egy motor egészen másképp reagál arra, hogy milyen irányban folyik át rajta az áram welcher Richtung der Strom durch ihn Vertauscht man die Stromrichtung, wechselt auch die Drehrichtung des Ventilators.

21 Gyors váltás A forgási iránynak a kábelek átcsipeszelésével történő átváltása természetesen kissé körülményes. Nagyszerű lenne, ha ezt csupán két egyszerű kapcsolási mozdulattal elérhetnéd.

A műveletek: Építsd fel a kapcsolást a rajz szerint. Próbáld ki a különböző kapcsolóállásokat, és hasonlítsd össze a motor forgási irányát, amikor jár a motor.

Így működik: Kövesd le az áram útját mindegyik kapcsolóállásnál. A kapcsolóállásoktól függően az áram az egyik irányba folyik, az ellenkező irányba, vagy egyáltalán nem folyik.

Szü k séged va n a k övetk ezőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Motor  Piros füleskábel  Kék füleskábel  2 átkapcsoló  8 keresztösszekötő  2 I-összekötő

23 Motor vagy lámpa Az átkapcsolóval az áramot a különböző fogyasztók között ideoda kapcsolhatod. Próbáld meg ezt most a lámpával és a motorrral.

22 Áram ellenőrzése Ha olyan bonyolult kapcsolásokat dolgozol ki, mint a "Gyors váltás" c. kísérletnél, mindig ott van a gond is: Hogyan tudom ellenőrizni, hogy bizonyos kapcsolóállásoknál ne lépjen fel rövidzár, azaz a két elemcsatlakozó közvetlen összekötése? A legegyszerűbb lehetőség: Az áram folyását egy lámpa segítségével követed le.

Szü k séged van a Elemdoboz k övetk ezőkre: berakott elemekkel  Piros lámpa  Motor  1 átkapcsoló  9 keresztösszekötő  4 I-összekötő  1 L-összekötő

24 Motor és lámpa A műveletek: 1. Építsd fel a kapcsolást a rajz szerint. Fel fogod ismerni, hogy az elrendezés megfelel a "Gyors váltás" c. kísérletével, csak a lámpa közvetlenül az egyik elemcsatlakozónál van beiktatva. Az I-összekötőre a másik oldalon csak azért van szükség, hogy az alkatrészek ismét összeilljenek. Próbáld ki az összes kapcsolóállást. Mikor ég a lámpa?

Szü k séged va n a k övetk ezőkre:

 elemdoboz berakott elemekkel  motor  Sárga lámpa  piros füleskábel  kék füleskábel  2 átkapcsoló  8 keresztösszekötő  11 I-összekötő

2. Feltűnik neked valami a lámpa fényerejével kapcsolatban a motor beindulásakor?

Így működik: A lámpa kigyulladása jelzi, hogy mikor folyik rajta át áram. Abban is biztos lehetsz: Ha a lámpa nem ég, nincs rövidzárlat. A motor beindulása után erősebb fénnyel világít a lámpa, mint előzőleg. Ez azt mutatja, hogy a motor ebben a pillanatban több áramot fogyaszt. Ha már a teljes fordulatszámon forog, akkor kevesebb áramra van szüksége. 

A motort és a lámpát nemcsak váltakozva, hanem egyszerre is elláthatod árammal. A soros kapcsolást már úgyis kipróbáltad az "Áram vezérlése „ c. fejezetben, és megállapítottad, hogy a lámpa akkor nem világít túlságosan fényesen. Azonban ismersz már egy másik kapcsolási lehetőséget is: a párhuzamos kapcsolást.

A műveletek: Kösd össze a rajz szerint a lámpát és a motort az egyik oldalukon közvetlenül a az egyik elemcsatlakozással, a másik oldalukon egy-egy átkapcsoló egyik csatlakozójával. Most váltakozva gyújthatod meg a lámpát, vagy forgathatod meg a motort.

Így működik: Az áram a kapcsolóállásoktól függően közvetlenül a lámpán vagy a motoron keresztül folyik.

Szü k séged va n a k övetk ezőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Motor  Piros lámpa  1 átkapcsoló  6 keresztösszekötő  1-összekötő

A műveletek: A kapcsolás nagyon egyszerű: a motor és a lámpa egyaránt közvetlen összeköttetésben van a kapcsolón keresztül az elemcsatlakozókkal. A kapcsolót természetesen helyettesítheted egy I-összekötőveI is, de ésszerűbb megoldás, hogy a kapcsoláshoz nem kell az összeköttetéseket előbb létrehozni, majd elbontani. Így működik: Párhuzamos kapcsolásnál mindkét fogyasztó elegendő áramot kap. Ennek következtében a lámpa fényesen világít, és a motor gyorsan forog.

25 Motor teljes megvilágításban Most már igazán kell teljesítenie az elemnek, mind a három lámpát táplálnia kell, és ráadásul a motort is meg kell hajtania, vajon bírja-e.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros lámpa  Sárga lámpa  Zöld lámpa  Motor  1 átkapcsoló  10 keresztösszekötő  1 T-összekötő  4 I-összekötő  2 L-összekötő

Pontosabb magyarázat: Elektromosság a természetben 

Az elektromosság egy alapvető természeti erő. Nélküle egyáltalán nem lenne a világunk. Mivel az anyagokat képező atomokat és molekulákat elektomos erők tartják össze. Nélküle nem lennének se csillagok, se bolygók, se kövek, se élőlények. Az elektromos áramot létrehozó elektronok is mindenütt jelen vannak: Az atomok apró magokból állnak, amelyek körül (többnyire sokan) keringenek az elektronok. A legfeltűnőbb elektromos jelenség a természetben a villám. A zivatarfelhőkben hatalmas területeken gyűInek össze feles számban az elektronok, míg más területeken hiány van belőlük. Ugyanúgy, mint egy elem pólusai között, ezek között a területek között elektromos feszültségek uralkodnak; azonban egy zivatarfelhőben nagyságuk nem néhány volt, hanem gyakran százmillió voltnál is több. Ezért gyakran villámok formájában kisülnek, amelyekben az elektronok eltávoznak a felesleget tartalmazó területekről. Eközben a villám csatornájában robbanásszerűen felmelegítik a levegőt kerek 300 000 Celsius fokra (hatszor olyan meleg, mint a nap felülete!), és vakító fényt és robajló mennydörgést keltenek.

26 Motor kettős kapcsolással Néha szeretne az ember egy motort két különböző helyről be- és kikapcsolni tudni. Ez a kapcsolás képes erre. Szükséged van a következőkre:

A műveletek: Építsd fel a kapcsolást. Ez tulajdonképpen csak meghosszabítása a "Motor és lámpa" c. kísérlet párhuzamos kapcsolásának. Ha bekapcsolod az áramot a kapcsolóval, mind a három lámpa fényesen világít, és a motor forog. Így működik: Az elemnek nyilvánvalóan nem okoz problémát az, hogy mind a négy fogyasztót egyidejűleg lássa el. Természetesen ezzel a terheléssel gyorsabban kimerül, mintha csak egy lámpát kellene táplálnia.

 Elemdoboz berakott elemekkel  Motor  2 átkapcsoló  10 keresztösszekötő  2 L-összekötő  3 I-összekötő

A műveletek: Építsd fel a rajz szerinti elrendezést. Próbáld ki a különböző kapcsolóállásokat. Mindegyik kapcsolóval be és ki tudod kapcsolni a motort. Így működik: Kövesd le az áram útját mindegyik kapcsolóállásnál. Fel fogod ismerni, hogy itt is váltókapcsolásról van szó.

Mágnesesség

28 Szerelem a vas iránt

Mágnesesség A következő kísérletekkel kutathatod a titokzatos láthatatlan erőket, amelyek egy mágnesből indulnak ki. És kitapasztalod, hogyan találta meg az utat a hajdani hajós ezeknek

az erőknek a segítségével az óceán végtelen tájain. Egyébként a mágnesesk kölcsönösen befolyásolják egymást. Az éppen nem használt mágnest tehát bizonyos távolságra tedd el, hogy ne zavarja a kísérleteidet.

27 Titokzatos vonzerő A „mágnes" szó az antik kisázsiai város, Magnesia nevéből ered. A város környékén találták meg ugyanis egy különös nehéz anyag darabjait, amelyeknek az a furcsa tulajdonsága volt, hogy a vasból készült tárgyakat magához vonzották. Neked nem kell olyan messze elutaznod; a készletedben találsz több mágnest, és vasdarabokat is. Próbáld ki őket azonnal! Szükséged van a Szükséged van a következőkre: következőkre:  csavarok, anyák,  1 rúdmágnes alátétek  § Csavarok, anyák, színes alátétek műanyagkorongok  Műanyag színes 1 rúdmágnes korongok  1 gyűrűmágnes  1 gyűrűmágnes Figyelmeztetés

!

Mindenféle és fajta anyaggal vagyunk körülvéve, üveggel, fával, papírral, porcelánnal , alumíniummal, és így tovább. Különös, hogy a mágnesek csak a vasra akarnak szorítkozni. Vizsgálódj a háztartásban található dolgokkal. Szükséged van a következőkre:  1 rúdmágnes  Különfélék a háztartásból

Figyelem!

A műveletek: 1. Rakjál különböző csavarokat, anyákat és más alkatrészeket az apróanyagzacskóból, továbbá színes tárcsákat egymás mellé az asztalra, és tartsál hozzájuk egy henger alakú piros-kék mágnest. Tedd föléjük a mágnest. Ha a távolság elég kicsi, felugranak a mágnesre, és rajta maradnak. 2.Ismételd meg a kísérletet egy

A mágnesek lenyelése gyűrűmágnessel. Az is magához húzza a rendkívül veszélyes lehet. vasat. Ilyen esetben azonnal hívd 3. Rakd most a mágneseket az asztalra, le a megfelelő információt a www.toy.de/ magnete web- és tarts egy csavart néhány milliméterre először a rúdmágnes fölé, majd a oldalról, és fordulj orvoshoz. gyűrűmágnes fölé. A rúdmágnes felemelkedik a csavarhoz, a

gyűrűmágnes nem: nyilvánvalóan túl gyenge vagy túl nehéz. Így működik: A mágnes és a vasalkatrészek nyilvánvalóan érzik egymást. Ha elég közel kerülnek egymáshoz, kölcsönösen vonzzák egymást. Azonban a mágnesek különböző erősségűek: a rúdmágnes erősebb, mint a

gyűrűmágnes.

Ne érj hozzá a mágneseddel mágneslemezhez, CDlemezhez, hang- és videoszalaghoz, mágnescsíkos hitelkártyához, TVkészülékhez, számítógéphez vagy mechanikus karórához. A rajtuk tárolt hang, kép vagy adat visszavonhatatlanul törlődhetne, és az óra

esetleg többé már nem járna.

29 Szemételválasztó A vas és az acél fontos anyagok, és ezért mindennapunk sok tárgyában jelen annak. . Emiatt landol viszont sok tárgy a szemétben. Mágnesek segítségével el lehet különíteni a vasat más hulladékoktól,, és újra fel lehet használni.

A műveletek: Járj a lakásban körül a mágneseddel, és vizsgáld meg a különféle tárgyakon, hogy érzel-e vonzóerőt. Vizsgáld meg elsősorban a szögeket, poharakat, csészéket, alumínium üvegkupakokat, papírt, sütőtepsiket, érméket, evőeszközöket, bútorokat, tűket és gemkapcsokat. Így működik: A mágnes nem reagál azokra a tárgyakra, amelyek egyértelműen nem tartalmaznak vasat. Érzi ellenben a jelenlévő vasat akkor is, ha el van rejtve pl. műanyagréteg alatt. Használhatjuk tehát mint "vasdetektívet". A pénz értékéről természetesen sejtelme sincs: némelyik nagyobb érmét visszautasítja, de a 2-centes érméket magához vonzza - megérzi a más fémek alatt rejtőző vasmagot.

Szükséged van a következőkre:  1 rúdmágnes  csavarok, anyák, alátétek  kis csésze homokkal

A műveletek: Keverd össze az apró alkatrészeket homokkal. Úgy nézzen ki, mint a nemmágneses hulladék. Keverd össze a homokkupacot a rúdmágnessel. Újabb és újabb fémalkatrészek maradnak lógva a mágnesen, és így kiválogathatod őket.

Így működik: A valóságban is alkalmaznak erős mágneseket a szemételválasztó telepeken a vas és acél alkatrészeknek a hulladékból való kiválasztására - ezeket beolvasztják, és új vasalkatrészekké dolgozzák fel.

31 Átütő erőhatás A levegőn áthatol a mágnesek vonzereje, mert különben nem fedeznéd fel a "A közelség varázsa" c. kísérletben a csavart. De hogy más anyagokon keresztül is "láthatsz"? Szü k séged van a k övetk ezőkre:

30. A közelség varázsa

 1 rúdmágnes  Csavarok  Különfélék a háztartásból

A műveletek: Tegyél különböző tárgyakat a mágnes és a csavar közé, és vizsgáld meg, hogy még érzel-e vonzóerőt. Ezek a tárgyak azonban ne legyenek vastagabbak néhány milliméternél, mert különben maga a távolság idézi elő azt, hogy semmit se észlelsz. Próbáld ki a műanyagfóliát, alufóliát, egy vékonyfalú csészét, kartonpapírt, papírt, szövetet és egy vas sütőtepsit.

Így működik: A mágneses erők szemmelláthatóan gond nélkül áthatolnak ezeken az anyagokon, még a fémeken is. Csak éppen a vaslemez jelent nekik akadályt.

A mágnesek Szükséged van a letapogatják a következőkre: környezetüket,  1 rúdmágnes észlelik a vasat,  1 gyűrűmágnes egyfajta  és Csavarok  Vonalzó láthatatlan  Papír kézzel magukhoz  Ceruza húzzák. Mekkora lehet ezeknek az észlelőerőknek a hatótávolsága?

A műveletek: 1. Tartsd a csavart néhány centiméter távolságban a a rúdmágnestől, majd csökentsd a távolságot, amíg egymáshoz nem érnek. Milyen erősnek érzed a vonzást? 2. Rakd a vonalzót az asztalra, és tegyél egy csavart pontosan a nullapontra. Vezesd most a rúdmágnest körülbelül a "10" osztástól a kék végével lassan a csavar irányába. Mekkora távolságban (milliméterben) rántja el a vonzerő, és tapad fel a mágnesre? 3. Végezd el ezt a kísérletet a gyűrűmágnessel is.

Így működik: A mágnes vonzereje erősen függ a távolságtól. Nagyobb távolságból gyenge, de ahogy csökken a távolság, rohamosan nő a vonzerő. A csavar és a vonalzó segítségével durván össze lehet hasonlítani a különböző mágnesek vonzerejét, és azt a mágnes különböző oldalain. A gyűrűmágnes, ahogy hamar észre fogod venni, általában gyengébb.

32 Átütő hatás Megváltoztatja-e a mágnes azt a vasat, amelyet magához vonzott? Külsőleg ugyan nem látunk semmi különbséget, de talán más tulajdonságokról van szó? Szükséged van a következőkre:

 Csavarok, anyák, alátétek  Színes műanyag korongok  1 rúdmágnes

A műveletek: 1. Próbáld ki, hogy a műanyagkorongokat, vagy más apró tárgyakat a zacskóból az egyik mágnes magához vonzza-e. Semmilyen hatást sem fogsz észlelni.

2. Lógasd a csavart a rúdmágnesre, majd érintsd hozzá a csavart egy másik vasalkatrészhez, pl. a műanyagkorongokhoz vagy az alátétekhez. Magához húzza őket. Ha elveszed a mágnest a csavartól, ismét leesnek. Vizsgáld meg, hogy hány apró alkatrészt tart meg a csavar.

Így működik: A mágnes tényleg megváltoztatja a vasat: mágnessé alakítja át. Mindenesetre csak addig, amíg a vas közelében van. Mihelyt már túl nagy a távolság köztük, eltűnik a vasalkatrész mágneses ereje.

33 Mágneses virág

A mágneses erőt használhatod arra, hogy alkatrészeket átmenetileg egymáshoz tapassz minden ragasztóanyag nélkül. Természetesen vasból kell lenniük, mint például a műanyagkorongok gyűrűi.

Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  2 gyűrűmágnes  Színes műanyagkorong ok

Szükséged van a következőkre:  Színes műanyagkorongok  1 gyűrűmágnes  Fonál  Főzőkanál  Kartonpapír  Filctollak  Olló

A műveletek: 1. Fessél vagy ragassz fel a kartonpapírra halakat vagy hasonló szimbólumokat. 2. Vágj le kb. 50 cm hosszú cérnaszálat. Kösd rá az egyik végét a gyűrűmágnesre, míg a másikat egy főzőkanál nyelére. Ez lesz a horgászbotod. 3. Rakd szét a műanyagkorongokat a kartonlap alá. Most sorjában kifoghatod mindegyiket, de természetesen anélkül, hogy a kartonlap alá néznél. Ha valamelyiktek a horgot üresen emeli fel, tovább kell adnia a szomszédjának, ha fog valamit, még egyszer horgászhat. Az nyer, akinek a játék végéig a legtöbb karika akadt a horgára.A színes műanyagkorongokat a filctollakkal még különböző pontszámokkal is elláthatod.

Így működik: A mágnes magához vonzza a korongokon lévő vasgyűrűket. Mivel a gyűrűmágnes nem olyan erős, könnyen leesnek megint róla, ami a játékot nehezebbé, de egyben vidámabbá is teszi.

35 Az erő központjai

A műveletek: Most a fantáziádra van szükség még. Barkácsolj össze egy vagy több mágnesből és a színes műanyagkorongokból vidám alakzatokat, amelyeket a mágneses erő tart össze. Mi lenne, ha például egy virágot állítanál össze?

Így működik: A mágnesek vonzereje tartja össze a vasat.

34 Mágneses horgászás Ősrégi játék a mágnessel való horgászás "vashalak" után. Tetszeni fog neked és

barátaidnak.



Már biztosan észrevetted, hogy a mágneses erő nem egyforma nagyságú a mágnes mindegyik oldalánál . Vizsgáld meg ezt pontosabban, és használj erre a célra egy műanyagkorongot vaskarikával vizsgálati

tárgyul. Szükséged van a következőkre:  1 Rúdmágnes  1 Gyűrűmágnes  1 Színes műanyagkorong

A műveletek: 1. Vidd a korongot a rúdmágnes közelébe, és mozgasd lassan a mágnes körül. Melyik helyen érzed a legnagyobb vonzóerőt? 2. Húzasd meg a korongot a mágnesekkel. Hol tapad fel a mágnesre? 3. Ismételd meg a kísérletet a gyűrűmágnessel.

Így működik: Valójában minden mágnesen két hely van, ahol maximális az erőhatás. Ezeket mágnespólusoknak hívják. A rúdmágnes esetében ezek a mágnes végei, míg a rúd közepén sokkal gyengébb az erőhatás. Gyűrűmágnes esetén gyűrű alakú felületek képviselik a pólusokat.

37 Lebegés egy mágneses párnán.

36 Taszítás és vonzás.

A Transrapid mágneses

Már sok anyagot megvizsgáltál, hogy miként reagál a mágnesekre. De valójában hogyan reagálnak egymásra a

lebegtetésű vonat, nem kerekeken jár, hanem néhány centiméterrel a pálya felett lebeg. Ezáltal 500 km/óra feletti sebességet ér el. és ráadásul nagyon halkan és csekély rázkódással halad. Ezt a taszító mágneses erők által érik el.

mágnesek?

Szükséged van a következőkre:

A műveletek: Dugd be a ceruzát hegyével előre a szekrény habanyagába, és tűzz fel rá egy gyűrűmágnest. Rakd föléje a másik mágnest, éspedig úgy, hogy két azonos színű oldal kerüljön egymás fölé. A mágnesek nem érnek össze, hanem a felső lebeg az alsó felett, mintha egy szellemkéz tartaná.

 2 gyűrűmágnes  Ceruza

Szükséged van a következőkre:

A műveletek:

 2 rúdmágnes  2 gyűrűmágnes

2.Fordítsd meg az egyik mágnest. Mit veszel észre most? Figyelj mindig a végeik színére!

Így működik: Két gyűrűmágnes taszítja egymást, ha az azonos nevű pólusuk egymás felett helyezkedik el. A ceruza csak arról gondoskodik,

1.Tartsd először egymáshoz a két rúdmágnest. Mit érzel most?

3.Ismételd meg ezt a kísérletet a gyűrűmágnesekkel.

hogy a felső ne essen le oldalt.

38 Elviselhetetlen ikrek

4.Vizsgáld meg a gyűrű- és a rúdmágnes közötti viselkedést.

Így működik: Bár a mágnes két pólusa azonos módon viselkedik a vassal szemben, azonban egy másik mágnessel szemben nem. A két azonos színű pólus taszítja egymást, a különböző színűek ellenben vonzzák egymást. Megkülönböztetésül az egyik pólusnak az "északi pólus", míg a másiknak a "déli pólus" nevet adták (hogy miért ezeket, azt a "Pontosabb magyarázat: A pólusok neve" fejezetben tudhatod meg). Két északi pólus, vagy két déli pólus taszítja egymást, egy északi és egy déli pólus ellenben vonzza egymást. A Te rúdmágneseden a piros oldal az északi pólus, míg a kék a déli. Hogy miként van ez a gyűrűmágneseknél, magad is kitapasztalhatod. A színek természetesen csak jelölések; a különböző viselkedés oka a mágnes atomi szerkezetében rejlik.

A 32. kísérletben a vasalkatrész mágnessé változott.át. Most, hogy sokat tapasztaltál már a mágneses pólusokról , végülis pontosabban kellene megvizsgálnod ezt a jelenséget. Szükséged van a következőkre:  Csavarok, anyák  Alátét, 1 rúdmágnes

A műveletek: 1. Az első helyen egy logikai megfontolás áll: tartsd a csavart a rúdmágnes északi pólusához. Most tehát a csavar is mágneses lett, azaz ugyancsak rendelkezik északi és déki pólussal. Melyik pólusa érintkezik a rúdmágnessel? Pontosan: a déli pólusa. És az ellenkező vége az északi pólus. Lógass rá újabb alkatrészeket. Így egy lánc keletkezik, amely váltakozva északi és déli pólusokat tartalmaz. 2. És mi van akkor, ha a rúdmágnes északi pólusára két egyforma vastárgyat raksz, például a két alátétgyűrűt? Rakd a két alátétet egymás mellé a rúdmágnes piros északi pólusára. Azonnal átbillennek a különböző oldalukra. Ha az ujjaddal szorosan összatartod őket, érzel egy határozott taszítóerőt közöttük.

Így működik: A rúdmágnes a két alátétet egy-egy mágnessé alakítja át. Mindketten azonban az azonos nevű pólussal vannak egymáshoz fordítva: az északi pólus az északihoz, a déli a délihez És jól tudod,

hogy mit tesznek az azonos nevű pólusok: taszítják egymást.

Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  2 gyűrűmágnes  1 színes műanyagkorong

A műveletek: 1.Lógasd egymásra a két rúdmágnest egyszerűen úgy, hogy a nem egyforma nevű pólusukat összeteszed. Vizsgáld meg most, mint . "Az erő központjai" c. 35. kísérletben, hogy hol vannak a legnagyobb mágneses erőhatás helyei. Azon a helyen, ahol a két pólus érintkezik, az erőhatás a leggyengébb. 2. Húzd szét a rúdmágneseket. Most mindegyik póluson az eredeti erőhatás van jelen. 3.Ismételd meg a kísérletet a gyűrűmágnesekkel. . Így működik: Két egymásután rakott mágnes úgy viselkedik, mint egyetlen mágnes ugyanúgy csak két pólusuk van. Az érintkezésük helyén azonban eltűnik a mágneses erő. Elválasztásukkor azonban azonnal ismét megvan. Ugyanígy van ez akkor is, ha egy mágnest ténylegesen szétvágsz: egyre kisebb mágneseid lesznek, de mindegyiknek két pólusa van.

Pontosabb magyarázat: mágnesek mikroméretben. Biztosan már csodálkoztál, miért csak a vasat vonzzák a mágnesek az összes anyag közül. Teljesen ez azért nem stimmel, vonzzák a két ritkább fémet is, a nikkelt és a kobaltot. Ezeknek az atomszerkezete hasonló a vaséhoz, és ez a rejtvény kulcsa is: a többi fémtől eltérően a vasfémek különleges atomszerkezetük következtében számtalan apró mágnest tartalmaznak. Ezek az úgynevezett elemi mágnesek nagyon aprók, és normál esetben teljesen összevissza helyezkednek el. Emiatt kifelé nem érvényesül a mágneses hatásuk.

39 Az eltűnt pólusok Az elektromosságban pozitív és negatív töltések különülnek el. Ezért régóta próbálnak egyedi mágnespólusokat gyártani. De hiába. Egy mágnes átvágása útján legalábbis nem megy. Ezt magad is könnyen kitalálhatod - fűrész nélkül, hanem két

mágnessel.

Ha azonban egy mágnes hatáskörébe kerülnek, egyenletesen oszolnak el ezek az elemi mágnesek. Úgy rendeződnek el, mint ahogy a rúdmágnesed teszi. Együtt most ugyancsak egy nagy mágnest képeznek. Ha elvisszük a másik mágnest, a tiszta vasban megint hamar szétesik a rend. Ezt a vasat emiatt mágnesesen "lágy"-nak is mondják. Vannak azonban anyagok, amelyekben az elemi mágnesek rendezettsége megmarad. Az ilyen anyagokból készítik az állandó mágneseket: miután rövid ideig hatalmas mágneses erőhatásnak teszik ki, mágnesesek maradnak.

40 A láthatóvá tett mágneses erő Tulajdonképpen kár, hogy nem láthatjuk a mágneses erővonalakat. Van azonban egy trükk, amellyel láthatóvá tehetők: vasporral a műanyagdobozban.

3. Próbáld ki azt a mintát is, amelyet a rúdmágnes előállít.

A műveletek: 1. Fektess két egymással érintkező rúdmágnest az asztal tetejére. Oszd el a vasport egyenletesen a dobozban, majd tartsd néhány milliméterrel a mágnes fölé (ezzel áttekinthetőbb képet kapsz, mintha a mágnest tartanád közvetlenül a dobozhoz). Kocogtasd finoman a dobozt. A vasrészecskék mintába rendeződnek, mintha szellemkéz irányítaná őket. Ezt és a következő részletkísérleteket többször is meg kell ismételned, amíg el nem találod azt a fogást, amivel szép képet tudsz létrehozni.

Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  1gyűrűmágnes  Vasporos doboz  Ragasztószalag

4. Rögzítsd a rúdmágneseket néhány milliméter távolságban az asztalra, és vizsgáld meg ismét a létrejövő mintákat.

2. Állítsd fel most a rúdmágnest, és ismételd meg a kísérletet. Hogyan néz most ki a kép?

5. Tartsd mindkét rúdmágnest a doboz tetejéhez. Természetesen magukhoz vonzzák a vaspor egy részét. Ha nem azonos nevű pólusok vannak egymással szemben, egy valóságos vaspor-hidat tudsz építeni a pólusok közé. Azonos nevű pólusok esetén ez nem működik.

41 Mágnesek az állványon Azok a mágnesek, amelyeket már több kísérletben láthattál, nagyon egyértelműen reagálnak más mágnesekre. Kihasználhatod ezt, hogy gyenge mágneses tér kimutatására alkalmas érzékeny készüléket készíts. Egyébként annyira érzékeny, hogy a többi mágnesedet legalább egy méter távolságban kell tartanod ahhoz, hogy ne

befolyásolják a kísérleteket. Szü k séged van a k övetk ezőkre:

    

2 rúdmágnes 2 gyűrűmágnes L-állvány Láb Fűzőkarika

Így működik: A mágneses erőhatás, ahogy a vasrészecskék jelzik, jól láthatóan a pólusokból ömlik ki, és vonalszerű íveket ír le a másik pólushoz tartva, és néhány milliméternyit kiálll a térbe. Ezek az úgynevezett „mágneses vonalak” vagy „erővonalak" mindenesetre csupán egy egyszerű gondolkodási mintául szolgálnak. Valójában egy mágnes megváltoztatja a körülötte lévő teret: azzal a tulajdonsággal ruházza fel, hogy erőt gyakoroljon a vasrészecskékre, a fizikusok az így megváltozott teret „mező"-nek hívják. A mágnes körül mágneses erőtér (mező) jön létre, amelynek a nagysága a mágnestől vett távolsággal csökken. A mágneses térbe bekerülő vasalkatrészek maguk is mágnesekké válnak - ezt Te is kimutattad az "Átütő erőhatás" c. 31. kísérletben. Emiatt a mágnes pólusaihoz igazodnak. Így az apró mágnesek ezreiből jön létre a minta.

A műveletek: 1.Állítsd a T-állványt a lábára, és akaszd a fűzőkarika kis szemét a horogra. A nagyobbik szembe dugd be a két rúdmágnest, éspedig úgy, hogy hozzávonzódjanak, és így rögzítve maradjanak. 2. Várj, amíg a rúdmágnesek nyugalomba kerülnek, már nem lengenek vagy forognak. Vigyél hozzájuk most egy gyűrűmágnest. Már nagy távolságból felzavarja a mágneses teret, és a rúdmágnesek forogni kezdenek. Próbáld ki, hogyan reagál a rúdmágnes, ha a gyűrűmágnes másik pólusával közelítesz felé. 3. A rúdmágnesek jelzőként is alkalmazhatók. Ha erre akarod használni őket, fel kell akasztani a fűzőkarika nagyobbik szemét az Lállványra, és a kicsit be kell szorítani a gyűrűk közé. Most megvizsgálhatod a rúdmágnessel az érzékenységét. Így működik: Mivel itt a mágnesek nagyon mozgékonyan vannak felfüggesztve, már gyenge mágneses térre is reagálnak, amennyiben a másik mágnest a mindenkori vonzó hatású pólus felé fordítod.

42 Tánc az állvány alatt A fonálon lógó rúdmágnespár különlegesen mozgékony. Ezt kihasználhatod egy vidám kísérlethez. Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  1 gyűrűmágnes  L-állvány  láb 

fűzőkarika

A műveletek: Akaszd fel a két rúdmágnest az előző kísérlethez hasonló módon az L-állványra. Ha most a gyűrűmágnest többször bizonyos távolságra elviszed a fellógatott rúdmágnesektől, akkor elkezdenek forogni a fonáljukon. A gyűrűmágnes és a rúdmágnespár mozgásának az ügyes összehangolásával nagyon gyors forgásba hozhatod a rúdmágneseket.

Így működik: A gyűrűmágnes oldalirányú mozgása áttevődik a mágneses tér közvetítésével a rúdmágnesre, és forgásba hozza. Ha kellő időben ismét és ismét adsz egy újabb lökést a gyűrűmágnessel, még tovább erősödik a forgás. Ezen az elven működnek a villanymotorok: mágneseket tartalmaznak, amelyeket másik mágnesek erőtere forgásba hoz. Közelebbieket erről a "Pontosabb magyarázat: Egy villanymotor belsejében" c. fejezetben találsz (58. oldal).

43 Javított átbocsátás-viszgálat Az "Átütő erőhatás" c. 31. kísérletben.különféle anyagokat vizsgáltál abból a szempontból, hogy átengedik-e a mágneses erőhatást. Ezzel az érzékenyebb vizsgálókészülékeddel ezt a vizsgálatot most sokkal pontosabban végezheted.

A műveletek: Erősítsd a gyűrűmágnest egy ragasztószalaggal egy palackra, és vidd olyan közel az L-állványon lógó rúdmágneshez, hogy az jól láthatóan forogni kezdjen. Hagyd a palackot ezen a helyen, és vigyél át különféle anyagokat a mágnesek között, üvegpoharat, porcelánt, fát, műanyagot, a kezedet, fémeket stb. Az eredeti kísérlethez képest meglehetősen vastag tárgyak is közéje férnek.

Szükséged van a következőkre:      

2 rúdmágnes 2 gyűrűmágnes L-állvány

2. Akassz fel két gyűrűmágnest egymás melletti azonos nevű pólussal, és vezesd el a rúdmágnesek mellett. Milyen távolságból reagál most? 3. Ismételd meg a kísérletet, de nyomd össze a két gyűrűmágnest egymás mellett lévő azonos nevű pólussal. Határozd meg ismét azt a távolságot, amelynél reagál a rúdmágnes. 4. Vezesd el az összefogott gyűrűmágneseket a rúdmágnesek mellett, amíg nem látható egy gyenge reagálás, majd gyorsan válaszd szét őket: a rúdmágnes azonnal nagy erővel elfordul a másik irányba.

Láb Fűzőkarika

Lvonalzó, ceruza, papír Így működik: Két egymáshoz kapcsolt gyűrűmágnes jól láthatóan erősebb mint egy, és már sokkal messzebbről eltérítik a rúdmágnest. Ezzel ellentétben a mágneses erőhatás rendkívül nagy mértékben gyengül, ha a gyűrűmágneseket az azonos nevű pólusukkal összakapcsolod: a mágneseket meglehetősen közel kell vinned ahhoz, hogy a rúdmágnes reagáljon.

Szükséged van a következőkre:        

2 rúdmágnes

1 gyűrűmágnes L-állvány

Láb Fűzőkarika Különfélék a háztartásból Ragasztószalag Palack vagy hasonló

45 Mágnesek vetélkedője Az érzékeny állványkészülék segítségével jól össze is hasonlíthatod két mágnes erejét.

 palack

Szükséged van a következőkre:

44 Felerősített mágneses erő Két ló jobban húz, mint egy; két elem fényesebben gyújtja ki a lámpát, mint egy. Két mágnes is erősebb, mint egy?

A műveletek: 1. Építsd fel az előző kísérletekéhez hasonló elrendezést L-állványból, lábból, fűzőkarikából és rúdmágnespárból. Rakd a vonalzót az asztalra, éspedig úgy, hogy a nullapontja a rúdmágnesek alatt legyen. Várj, amíg megnyugszanak a rúdmágnesek. Vezess el most lassan egy gyűrűmágnest a vonalzó mentén a rúdmágnes mellett, és figyelj nagyon arra, hogy milyen távolságban kezd el reagálni a rúdmágnes. Írd fel ezt az értéket.

 2 rúdmágnes  2 gyűrűmágnes  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  2 vonalzó (30

cm)

Jól rakd el a mágnestűt, mert az egyik következő kísérletnél szükséged lesz rá.

A műveletek: Építsd fel az L-állványból, lábból, fűzőkarikából és rúdmágnespárból álló elrendezést, és várj, amíg nyugalomban lógnak a rúdmágnesek. Most egymáshoz képest derékszögben rakd le a vonalzókat. A rúdmágnes mutasson ennek a szögnek a csúcsára. Azért, hogy ezt a helyzetet felismerd, forgasd úgy az állvány lábát, hogy a mágnes pontosan a középrész irányába lógjon.

Így működik: A tű acélból van, azaz speciálisan kezelt vasból. Ezt az acélt másképpen tudják felmágnesezni, mint a normál vasat, és főleg, megtartja a mágneses erejét. Meg is tanultad a „Pontosabb magyarázat: mágnesek mikroméretben" c. fejezetben (39. oldal), hogy a vas számtalan mikromágnest tartalmaz, amelyek egy külső mágnes segítségével rendezetté tehetők, és utána már együtt mint egyetlen nagy mágnes viselkednek. Normál vas esetén ezután újra szétesnek. Az acél esetében azonban megtartják a helyzetüket - ezért marad az acél mágneses.

Most kívülről a vonalzó mentén eltolhatod mindkét gyűrűmágnest, éspedig úgy, hogy egy különbséget láss, egy a másikon fekvő merőlegest. Ha másik mágneseid is vannak, akkor természetesen azokat is használhatod. Told az első mágnest előrefelé, amíg csak nem látsz egy kis reagálást a rúdmágnes részéről. Majd addig told a másik mágnest, amíg a rúdmágnes ismét fel nem veszi a régi irányt. Néhány centiméternél sokkal közelebb ne menj, mivel a közelség esetleg meghamisítja a mérést. Minél közelebb kerül egy mágnes a rúdmágneshez, annál gyengébb a hatása más mágnesekhez viszonyítva - legalábbis az adott helyzetben. Így működik: Ezzel a módszerrel nagyon pontosan tudod összehasonltani a mágneses erőket. Mindenesetre figyelned kell arra, hogy a rúdmágnessel szemben mindig azonos pólus legyen, mert különben az almát hasonlítod a körtéhez.

46 Egy mágnes születése

47 Titokzatos viselkedés A kutatók többek között jó megfigyelőképességükkel tűnnek ki. Jó megfigyelő vagy? Most megállapíthatjuk. Szükséged van a következőkre:    

L-állvány láb fűzőkarika 2 rúdmágnes

A műveletek: Állítsd az állványon függő rúdmágnest lakásotok különböző helyeire, és várj, amíg mozdulatlanul lóg. Figyeld meg közben pontosan. Feltűnik valami? Így működik: Pontosabban: A mágnes mindig ugyanabba az irányba mutat. Keress az ablakból egy feltűnő pontot abban az irányban (eseleg egy magas házat vagy egy hegycsúcsot), és vizsgáld meg a szabadban is, hogy a mágnes ugyanoda mutat-e.

48 Úszó mágnesek Az "Átütő hatás" c. 32. kísérletben tapasztaltad, hogy egy vasalkatrész egy mágnessel érintkezve

A műveletek: Vizsgáld meg a vastárgyak között a varrótűt is, hogy véletlenül nem mágneses-e. Feltehetőleg legfeljebb gyengén.

maga is mágnesessé válik.

Vizsgáld meg újra a tűt: Most kétségtelenül úgy viselkedik, mint egy gyenge mágnes.

Sajnos a mágneses erő azonnal eltűnik, mihelyt a vastól elválasztod a mágnest. Ez azonban nem minden vastárggyal van

így. Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  Csavarok, anyák, alátétek  Varrótű

Simítsd végig a tűt mintegy 50-100-szor a rúdmágnes kék végével, mégpedig mindig egy irányban.

Vajon az állványtól vagy a fonáltól van az, hogy a rúdmágnes mindig ugyanabba az irányba fordul? Könnyen utánanézhetsz: Tedd mozgásképessé a mágnest fonál nélkül Úsztasd például. Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  2 gyűrűmágnes  Egy pohár

alumíniumfedele, csészealj stb.  Nagy vizesedény

A műveletek: Töltsd meg a tálat vízzel. Rakd az összefogott rúdmágneseket az alumíniumfedélbe vagy egy csészealjba, és hagyd ezt a "hajócskát" szabadon úszni a tálban (ne tapadjon a széléhez). Néhány másodperc alatt a rúdmágnes beáll egy bizonyos irányba. Ha elforgatod, újra visszaforog ebbe az elsődleges irányába. Ugyanígy viselkednek a függőlegesen álló gyűrűmágnesek is. Így működik: A fonáltól nem függ: Úszva is egy adott irányt részesítenek előnyben a mágnesek. Szemmelláthatóan nagy távolságból érvényesülő külső behatás éri a mágneseket Mivel a mágnesedet a ház bármely pontján, vagy akár az egész városban, sőt egész Európában vizsgálhatod: mindig ugyanez az elsődleges irányultságuk észlelhető. De hogyan? Erre a következő kísérlet világít rá.

Pontosabb magyarázat: A pólusok neve Biztosan csodálkoztál, hogy miért éppen északi és déli pólusnak hívják a mágnes sarkait. Mivel tulajdonképpen semmi közük sincs a föld forgáspólusaihoz. De ennek történelmi okai vannak. Az, hogy egy mágnes az északi-déli irányba áll be, sokaknak már évszázadokkal ezelőtt is feltűnt. Kihasználták a mágnesnek ezt a tulajdonságát, hogy iránytűt készítsenek: egy olyan készüléket, amely bármikor, felhős ég alatt és sötétben is, mutatja az égtájakat. Csak az iránytűnek köszönhetően tudták a nagy felfedezők, például Kolumbusz Kristóf vagy James Cook átszelni az óriási óceánokat úgy, hogy nem tévedtek el a majdnem végtelen vízeken. Az első iránytűk mágnesek voltak, amelyeket vízen úsztattak. Később, körülbelül a 15. században, olyan iránytűket készítettek, amelyekben a mágneses tű úgy volt csapágazva, hogy könnyen elmozdulhatott. Egy szélrózsa felett mozgott, amely a különböző égtájakat jelezte,

49. A távvezérelt mágnes Érdekes lenne megállapítani, melyik ez az elsődleges irány, amely az iránytűnek olyan fontosnak látszik. Ehhez meg kellene nézned házatok környékétegy

A műveletek: A "Titokzatos viselkedés" c. kísérletben kerestél egy f eltűnő pontot, amelynek az irányába mutat az iránytű. Keresd meg ezt a pontot a térképen és a házatokban. Húzz ceruzával egy vonalat a két hely között. Feltűnik valami?

Dés senki se tudta, hogy miért észak felé mutat az iránytű. Voltak olyan elképzelések, hogy az Északi-sarkcsillag hat titokzatos módon az iránytűre. Ez a csillag ugyanis látszólag mindig az Északi-sark felett áll. Mások azt hitték, hogy az Északi-sarkon vagy annak a közelében van egy hatalmas mágneshegy, amelynek az ereje az egész földre kiterjed, és vonzza az iránytűt. Mágneses ereje óriási. Sőt ki is húzza a vasszögeket azokból a hajókból, amelyek túl közel merészkednek ehhez a hegyhez. Mindenesetre ennek alapján nevezték el a mágnestűnek azt a felét, amelyik északi irányba mutat, északi pólusnak, és az ellenkező felét ennek megfelelően déli pólusnak.

50. Mágneses tű

várostérképen A műveletek: Szükséged van a következőkre:  2 rúdmágnes  Mágneses tű  Styropor darabkák

Szükséged van a következőkre:       

2 rúdmágnes L-állvány

vagy alumínium tálka a teamécsesből  Tál vagy egy mélyebb tányér

Láb Fűzőkarika Ceruza Vonalzó Környéketek térképe

1. Készítsd el egy korai iránytű-forma utánzatát: az úszó iránytűt. Töltsd meg a tálat vízzel. Úsztass benne egy lehetőleg lapos darab habanyagot, amelyet a szekrény betétanyagából törtél le. Ha stabil úszóhelyzetben van, dugd bele az "Egy mágnes születése" c. 46. kísérletben felmágnesezett tűt, és hagyd szabadon úszni a tál közepén. Használhatod egy mécses alumínium-tálcáját, vagy egy palack alumínium csavaros kupakját, amelyre rárakod a tűt. Ha a készítményed szabadon úszik, a tű észak-déli irányba áll be. 2. Hogyan reagál az iránytűd arra, ha a mágnest a közelébe viszed?

Így működik: A nyíl és a tű lehetővé teszi a pontos északi irány leolvasását. Az első iránytűk valóban egy felmágnesezett tűből álltak, amely egy darabka parafa segítségével egy skálával ellátott levesestálban úszott.

Így működik: A vonal ugyanis elég pontosan párhuzmos a térkép bal és jobb szélével. Ez többek között a szokásos térképábrázolással függ össze: a térképeket úgy rajzolják meg, hogy észak felül van, alul tehát dél van, balra nyugat, jobbra kelet. A vonalad azt mutatja, hogy a rúdmágnes észak-déli irányba állt be: úgy viselkedik, mint egy iránytű.

Elektromágnesesség Alig 200 éve tett Hans Christian Oersted, dán fizikus egy megdöbbentő felfedezést: véletlenül fedezte fel, hogy két olyan különböző dolog, mint az elektromos áram és a mágnesesség, szoros rokonágban van egymással. Ezt a kísérletet, amellyel megkezdődött az elektromágnesesség tudománya, Te is elvégezheted.

51 Meglepő áramhatás Oersted munkaasztalán feküdt egy iránytű. Véletlenül az egyik drót, amelyen át áramot folyatott egy elemből, ennek a közelében volt elvezetve. Majd

Pontosabb magyarázat: Honnan tudja az iránytű, merre van észak? Az iránytű, amelyet láttál, egy kis mágnes. Ha a föld égtájai szerint tájékozódunk, csak egy magyarázat van: a Föld maga egy mágnes. Ezt már több mint 400 évvel ezelőtt a zseniális angol természetkutató, William Gilbert kitalálta. A Föld mintegy úgy viselkedik, mintha a belsejébe egy hatalmas rúdmágnes lenne beágyazva. Az egyik vége az Északi-sark közelében lenne, a másik pedig a Déli-sark közelében.

N

A Föld

Föld forgásiránya

mágneses

elcsodálkozott.

Figyelem! Most nagyon röviden, maximum egy másodpercig megérintheted az elem fülét. Ha hosszabb ideig folyna az áram, az elem és a kábel felforrósodhatna, azonkívül gyorsan ki is merülne az elem.

Déli pólus

Valójában a Föld nem tartalmazhat permanens mágnest. Márcsak azért sem, mert a földi mágneses pólusok vándorolnak, ráadásul néhányszáz évenként megfordítják a polaritásukat. Hogy hogyan keletkezik a Föld mágneses erőtere, csak néhány évtizede tudjuk. Bolygónk magjának a közelében hatalmas tömegekben tartalmaz forró, olvadt fémeket, elsősorban vasat. Ezekben a fémóceánokban óriási elektromos áramok folynak. Az elektromos áramok viszont ugyancsak mágneses erőtereket hoznak létre. Ezek képezik a földi mágneses erőteret. A Föld mágneses déli pólusa egyébként az északi sarkpont mellett helyezkedik el, mivel a mágnestű északi pólusa arra mutat. Az áram és a mágneses erők közötti összefüggések tudományának a neve "elektromágnesesség". Ez az izgalmas terület a következő kísérleteink témája.

Szükséged van a következőkre:

Mágneses tengely

N A Föld forgástengelye

Mágneses Északi-sark

 Elemdoboz berakott elemekkel  Piros krokodilkábel  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  2 rúdmágnes

A műveletek: 1. Építsd fel az L-állványból, lábból, fűzőkarikából és

rúdmágnespárból álló elrendezést, és várj, amíg nyugalomba jutnak a rúdmágnesek 2. Csíptesd rá a krokodilkábel egyik csipeszét az elemdoboz egyik csatlakozójára, és vezesd át a kábelt a láb alatt a rúdmágnes hosszanti irányában. A másik csipesz legyen a másik elemcsatlakozó közelében. 3. Érintsd meg nagyon rövid ideig ezzel a csipesszel az elemcsatlakozót. A mágnes egy kicsit elfordul; néhány fordulat után a vezetékre merőlegesen áll meg. Figyeld meg, hogy melyik irányba mozdul el a mágnes piros vége. 4. Vedd le a csipeszt, fordítsd meg az elemdobozt, és erősítsd fel ismét az egyik csipeszt. Érintsd meg ismét rövid ideig az elemdoboz szabad csatlakozóját. Most az áram fordítva folyik a kábelen át. És a mágnes a másik irányba fordul el.

Így működik: A mágnesek, mint tudod, reagálnak más mágneses terekre. Ez azt jelenti, hogy a kábel áram folyása esetén mágneses teret állt elő, mágnessé válik.

Így működik: A tekercs úgy működik, mint egy rúdmágnes. Van tehát egy északi és egy déli pólusa. Ha felcseréled az áram irányát, felcserélődnek a pólusok is.

Ez a viszonylag egyszerű kísérlet, amelyet Oersted először 1819-ben végzett el, megnyitotta az utat számtalan fontos gyakorlati alkalmazás számára. Mivel a többi fizikus, amikor hallott róla, rögtön elvégezte ő is ezt a kísérletet, és pontosabban megvizsgálta ezt a különös jelenséget. Munkájuk szolgált alapul többek között a villanymotorok, az áramtermelő generátorok, az elektromos táphálózatok, a rádiótávíró, a rádió és televízió, a lemezjátszó, a mikrofon, a telefon és a hangszóró, a modern orvosi vizsglókészülékek, továbbá a részecskegyorsítók számára, amelyek segítségével a fizikusok az atomok építőköveit kutatják.

Mindenesetre a tekercs csak akkor mágneses, ha folyik rajta keresztül áram.A tekercs tehát "elektromágnes" - más mint a rúd- vagy a gyűrűmágnes, amelyek állandóan megtartják a mágneses erejüket, és ezért "állandó mágnes" a nevük.

52 Felerősített áramhatás Fel tudod-e erősíteni a rúdmágnes hatását, ha nem egy, hanem több kábelt használsz? Talán elég az is, ha a huzalodat többször feltekered egy "tekercs" gyanánt.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel piros füleskábelben  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  2 rúdmágnes  1 keresztösszekötő  Ragasztószalag

A műveletek: 1. Tekerd fel a piros füleskábelt az ujjadra, és rögzítsd a meneteket egy kevés ragasztószalaggal.

53 Ismét a felerősített áramhatás Egy permanens mágnes mágnesessé teszi a vasat. Az is elektromágnes,

amelyet a tekercsed képez?

A műveletek: Kösd össze a két csavart az anya segítségével. Tekerd fel rá a piros krokodilkábelt egy tekerccsé, amelyet a legjobb ragasztószalaggal rögzíteni, és kösd össze azt az előző kísérlethez hasonló módon a füleskábellel és a kék krokodilkábellel. Ismételd meg a "Felerősített áramhatás" c. kísérletet, de most ezzel a vasalkatrésszel a tekercs belsejében. A mágnes most jelentősen erősebb.

2. Dugd rá a füleskábelt egy keresztösszekötő közvetítésével az elemdoboz egyik csatlakozófülére. A másik végét kösd össze a piros krokodilcsipesz segítségével az I-összekötővel. Az I-összekötő másik oldalára tedd fel a kék krokodilkábel egyik krokodilcsipeszét. 3. Tartsd a tekercset két-három centiméterre a rúdmágnes piros végétől, és érintsd meg rövid ideig a szabad kék krokodilcsipesszel a szabad elemcsatlakozót. A rúdmágnes piros vége elmozdul a tekercs felé vagy attól el. 4. Válts pólust az áramirány megfordítása céljából, és ismételd meg a kísérletet. Most pontosan az ellenkező irányba mozdul el a mágnes, mint az előbb. Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel  Piros füleskábel  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  1 anya  2 csavar  2 rúdmágnes  1 keresztösszekötő  1 I-összekötő  Ragasztószalag

Így működik: A vas nagyon jelentősen felerősíti egy elektromágnes mágneses erejét. Úgyszólván koncentrálja magában az erőt. Az erős elektromágneseknek emiatt mindig van vasmagjuk. Az állandő mágnesekkel szemben az elektromágneseknek van két döntő előnyük. Az első: tetszés szerint bekapcsolhatjuk vagy kikapcsolhatjuk őket. A második: Úgy lehet elkészíteni őket, hogy nagyon erős elektromos áramokat is elbírnak; ezek az áramok olyan nagy mágneses erőhatást fejtenek ki, amilyent az állandó mágnesek megközelítőleg sem.

54 Az elektomágnesek is szeretik a vasat A saját fejlesztésű elektromágnesednél még erősebb a készletedben található kész patkóelektromágnes. Azonban nagyon hasonló a felépítése: két tekercs ül egy U-alakú vasmagon. Próbáld is ki azonnal.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott       

elemekkel Piros füleskábel Kék füleskábel Nyomógomb Patkó-elektromágnes Csavar vagy anya Színes korongok 5 keresztösszekötő

55 Vasívek

A műveletek: 1. Kösd össze az elektromágnest a nyomógombon és két füleskábelen keresztül az elemmel. Ne kapcsold még be, hanem tarts néhány vasalkatrészt (mondjuk a csavart vagy az anyát) a vasmag csupasz része elé. Nem érzel semmilyen vonzóerőt.

Ha a patkóelektromágnes felmágneseződik, láthatóvá kellene tenned a mágneses erővonalakat is. Próbáld ki.

2. Nyomd meg most rövid időre a nyomógombot, hogy áram folyjon át a patkómágnesen. Most vonzani fogja a vasalkatrészeket. 3. Mi történik a vasalkatrészekkel, ha kikapcsolod az áramot?

A műveletek: 1. Kösd össze az elektromágnest a nyomógombon és két füleskábelen keresztül az elemmel. 2. Oszd szét a vasport bizonyos mértékben egyenletes rétegként a doboz alján. 3. Kapcsold be az elektromágnest, és tartsd néhány milliméter távolságban föléje a vasporos dobozt. Finoman kocogtasd meg többször a dobozt. Mit látsz?

4. Próbáld ki a mágnes erősségét. Milyen távolságból reagálnak a vasalkatrészek? A két pólus egyforma erős? 5. Végezd el a kísérleteket a színes műanyagkorongokkal is.

Így működik: Ha áram folyik át rajta, a patkóelektromágnes tényleg mágnessé válik, egy elektromágnessé. Ugyanúgy vonz, mint az állandó mágnes. De csak addig, ameddig folyik az áram - ha kikapcsoljuk az áramot, az elektromágnes elveszíti az erejét.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott     

elemekkel Piros füleskábel Kék füleskábel Patkó-elektromágnes Vaspor-Boksz 1 nyomógomb

5 keresztösszekötő

Így működik: Ha be van kapcsolva a mágnes - és csak akkor - a pólusoknál tipikus minták alakulnak ki, amelyeket már ismersz a rúdmágnesnél. Néhány kocogatás után különösen jól lehet felismerni a mágneses erővonalakat, amelyek ívalakban feszülnek ki a pólusok között.

56 Pólusvizsgáló A műveletek: Egy elektromágnesnek is egy északi és egy déli pólusa van? A rúdmágnessel történő megérintés útján nem tudod ezt megvizsgálni, mivel az a patkóelektromágnes vasmagjára reagál. . Azonban talán működik a dolog az érzékeny mágnesvizsgálóddal, az

1. Kösd össze az elektromágnest a nyomógombon és két füleskábelen keresztül az elemmel. Rakd az állványos szerkezet mellé úgy, hogy az egyik pólus néhány centiméterre legyen a rúdmágnestől. Kapcsold be az áramot néhány másodpercre. Mi történik? 2. Told most a másik pólust közelebb a rúdmágneshez, és kapcsold be újra az áramot egy rövid időre. Mi történik most?

2. Cseréld fel a csatlakozásokat az elemdobozon, és kapcsold be újra az áramot. Melyik pólusát fordítja most a rúdmágnes a patkómágnes pólusa felé? 3. Ismételd meg ezt a kísérletet a patkó-elektromágnes másik pólusával.

Így működik: Tényleg felcseréli a patkómágnes a pólusait az áramirány megfordításának a hatására - az északi pólusból lesz a déli, és fordítva.

58 Az elektromágnes átütő ereje Az állandó mágnesek mágneses erőhatása sok anyagon hatolt át, kivéve a vasat. Ugyanez a helyzet az elektromágnes erőhatásával is?

állványos szerkezeteddel?

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros füleskábel  Kék füleskábel  Patkó-elektromágnes  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  Nyomógomb  2 rúdmágnes  5 keresztösszekötő

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Piros füleskábel  Kék füleskábel  Patkó-elektromágnes  L-állvány  Fűzőkarika  Nyomógomb  2 rúdmágnes  5 keresztösszekötő

A műveletek: Szereld össze az állványos készüléket, és tedd néhány centiméterre a patkó-elektromágnestől. A távolság legyen olyan kicsi, hogy a rúdmágnes bekapcsoláskor jól látható reakciót mutasson. Tarts most egymás után különféle anyagokat a patkó-elektromágnes és a rúdmágnes közé, üveget, porcelánt, fát, papírt, kartonpapírt, textilanyagot, műanyagot, a kezedet, egy alumíniumedényt, egy vas sütőtepsit stb. Melyik anyagokon hatol át a mágneses erő, és melyik akadályozza?

Szükséged van a következőkre:

Így működik:

 Elemdoboz berakott elemekkel  Piros füleskábel  Hufeisen-ELektromagnet  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  Nyomógomb  2 rúdmágnes  5 keresztösszekötő  Különfélék a háztartásból

A rúdmágnes alárulja, hogy amikor folyik az áram, a patkó egyik szarva mágneses északi pólussá válik, a másik pedig déli pólussá.

57 Póluscsere A saját építésű elektromágnesed a csatlakozások felcserélésekor pólust váltott. Vajon ezt teszi a patkó-elektromágnes is?

A műveletek: 1. Kösd össze ismét az elektromágnest a nyomógombon és két füleskábelen keresztül az elemmel. Rakd az állványos szerkezeted mellé. A baloldali pólus legyen ekkor lényegesen közelebb a rúdmágneshez, mint a jobboldali, éspedig mintegy 5-8 centiméter távolságban tőle. Kapcsold be az áramot néhány másodpercre. A rúdmágnes egyik pólusa a patkó-elektromágnes egyik pólusához forog el. Jegyezd meg a pólus színét.

Így működik: Az elektromágnes ugyanúgy viselkedik, mint egy állandó mágnes: mágneses ereje áthatol minden anyagon a vasat kivéve.

59 Tánctanfolyam az elektromágnesek között. A „Tánc az állvány alatt” c. 42. kísérletben a gyűrűmágnes ügyes mozgatásával gyors forgásba tudtad hozni a rúdmágnest. Az elektromágnessel ez még jobban működhet, mivel itt a megfelelő pillanatban az áramot kell bekapcsolni és kikapcsolni. Szükséged van a következőkre:

60 hangszóró

A műveletek: Tedd a patkó-elektromágnest (az elrendezést lásd az 58. kísérletnél pohár nélkül) néhány centiméterre a rúdmágnestől, és kapcsold be rövid időre az áramot. Amikor forog a rúdmágnes, kapcsold megint ki az áramot, majd újra be, és így tovább. Meg kell próbálnod megtalálni a kapcsolgatás helyes ritmusát, amelynek meg kell egyeznie a rúdmágnes forgási sebességével. Egy kis gyakorlás után a rúdmágnest csupán a kapcsolásaid révén nagyon gyors forgásba tudod majd hozni. Így működik: Amit itt most felépítettél, természetesen egy nagyon egyszerű villanymotor. Azonban azonos elven működik a kis villanymotorod, mint azok az óriási villanymotorok, amelyek például a villanymozdonyokat hajtják.

 Elemdoboz berakott elemekkel  Piros füleskábel  Kék füleskábel  Hufeisen-Etektromagnet  L-állvány  Láb  Fűzőkarika  Nyomógomb  2 rúdmágnes  5 keresztösszekötő

Az elektromágnessel , amelynek a mágneses erejét tetszés szerint kapcsolhatod be és ki, nagyon érdekes készülékeket építhetsz fel. Például egy nagyon egyszerű hangszórót.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel 0 Piros krokodilkábel  Kék füleskábel  Hufeisen-Etektromagnet  2 keresztösszekötő  1 alátét  Érme  Esetleg reszelő  Papír  Karton  Ragasztószalag  Könyvek alátámasztásnak

A műveletek: 1. Ragassz fel egy ív papírt a rajz szerint ragasztószalaggal egy felnyitott kartondoboz-fedélre. Feszesnek kell lennie, de szabadon lenghessen. Erősíts fel az ív közepére ragasztószalaggal egy vaskorongot az apróalkatrészek zacskójából. 2. Kösd össze a patkó-elektromágnes csatlakozófülét a füleskábel közvetítésével az elem csatlakozófülével. A mágnes másik csatlakozófülére csíptesd fel a piros krokodilkábelt. 3. Helyezd el úgy a patkó-elektromágnest a vaskorong elé, hogy az egyik patkószár még éppen ne érjen hozzá a koronghoz, amikor folyik az áram. Feltehetően kell néhány könyvet tenned a patkóelektromágnes alá, és egy kevés ragasztószalaggal rögzítened, hogy a kívánt helyzetben maradjon. 4. Erősítsd a krokodilkábel szabad végére az érmét. Vidd most az érmét többször oda-vissza a szabad elemcsatlakozóhoz. A papír ropogó hangot ad ki magából. Még jobban működik a dolog egy reszelővel, amelyet a piros krokodilcsipeszhez erősítesz, és finoman az elemcsatlakozó felett vezetsz el. Ekkor a papír zümmögni kezd.

Pontosabban: egy villanymotor belsejében. Az azonos nevű pólusok taszítják, a különböző nevűek vonzzák egymást. Ez az alapelve egy villanymotornak. Egy elforgathatóan csapágyazott, az egyik pólusukat mindig kifelé fordító elektromágnesekkel ellátott „forgórész"-ből áll. Ott velük szemben egy rögzített elektromágnes pólusai állnak, amelyek együtt az "állórészt" képezik. Ezenkívül tartozik hozzá még egy úgynevezett „kommutátor": Ez egy olyan szerkezet, amely automatikusan mindig a megfelelő pillanatban fordítja meg az áram irányát a forgó elektromágnesben. Amikor áram folyik át a motoron, a forgórész némelyik pólusa vonzást érez a szomszédos állórész-pólusok felől, és ezért az irányukba forognak el. Ha viszont elég közel kerültek hozzájuk, átvált az áram iránya a forgórész pólusaiban. Most hirtelen taszítást éreznek a szomszédos állórész-pólusok felől, viszont az azokkal szomszédos pólusok felől vonzást. azokhoz kerülnek közel, megismétlődik a fenti játék - ami a forgórész folyamatos forgását eredményezi.

Ha azonban

Így működik: Amikor az érme vagy a reszelő a csatlakozófül fölött csúszik, gyors váltásban zárja és nyitja az elektromos érintkezőt, sokkal gyorsabban, mint ahogy Te a kezeddel tudnád. Ennek következtében a mágnes gyors váltakozásban mágneses és nemmágneses lesz.. Ezeket az ingadozásokat a korong átviszi a papírra, majd onnan a levegőbe, úgyhogy hangként hallhatod. A hangszóróban is egy kartonpapír-mebrán és két mágnes van. A legtöbbször a papírmebránra egy apró dróttekercs is fel van erősítve, amelybe be vannak vezetve az áramingadozások.

Ezáltal elektromágnessé válik. Ezt a tekercset körülveszi egy nagyon erős állandó mágnes mágneses tere. A tekercs ingadozó mágneses erejének a hatására ez a mágnes hol jobban, hol kevésbé vonzza magához a tekercset. Ezért a tekercs az áramingadozások ütemében mozog, és ezt a mozgást továbbadja a membránnak.

5. Állítsd úgy fel a patkó-elektromágnest és az L-állványt, hogy a mágnespólusok és a csík azonos magasságban legyenek.Esetleg tenned kell valamit a patkó-elektromágnes alá. Válaszd meg úgy a távolságot, hogy a mágnes a fémcsíkot csak akkor érintse, ha be van kapcsolva. Ekkor azonban a patkó-elektromágnes egyik csupasz szárának a csík egy lekarcolt helyéhez kell érnie. 6. Ha most a kapcsolóval áramot küldesz az elektromágnesen keresztül, kigyullad a lámpa. Ha most kikapcsolod az áramot, kialszik a lámpa, mivel a fémcsík visszarugózik.

61 Távkapcsolás Ha egy elektromágnes vasat vonz magához, elektromos érintkezőket is képes nyitni és zárni. Az ilyen szerkezetet „Relais" -nek (ejtsd „relé”) hívják.. A relét (jelfogót) az elektrotechnikában gyakran használják.

Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Kék füleskábel  Piros krokodilkábel  Kék krokodilkábel  Piros lámpa  Hufeisen-Etektromagnet  L-állvány  Láb  1 átkapcsoló  6 keresztösszekötő  2 I-összekötő  1 L-összekötő  Ragasztószalag  Fém öntapadó szalag (áruház vagy irodaszerbolt)  Csiszolópapír vagy csiszolókő  Egy könyv

Így működik: Ha a mágnes magához húzza a fémcsíkot, érintkezik a pólusa a csíkkal. Ennek következtében záródik a lámpa áramköre. Természetesen a csík másik oldalára is felszerelhetsz egy érintkezőt, amely a második áramkört nyitja, amikor áram folyik át a mágnesen. Az ilyen érintkezőt „nyugalmi érintkező"nek hívjuk, mivel a jelfogó nyugalmi állapotában van zárva. Az olyan érintkezőt, amely akkor záródik, amikor áram folyik át a mágnesen, "munkaérintkező"-nek hívjuk.

A műveletek: 1. Húzd le a fémcsíkot a tapadószalagról, és karcold fényesre a felületét mind a két végén és mindkét oldalon kb. három centiméter hosszban vagy csiszolópapírral, vagy pedig egy durva

csiszolókővel lehúzva. 2. Erősítsd fel a csíkot az állványra úgy, hogy egy részét feltekered rá, majd ragasztószalaggal rögzíted. Úgy helyezkedjen el, hogy álló állvány esetén kb. 3 centiméterrel az asztal síkja fölött lebegjen. 3. Csatlakoztasd a patkó-elektromágnest kapcsolón, füleskábelen,

kereszt- és L-összekötőn keresztül az elemdobozra. 4. Szerelj össze egy másik áramkört is a lámpával, L-összekötőkkel és a két krokodilkábellel. Az egyik krokodilkábel a lámpáról a patkóelektromágnes egyik csupasz pólusára vezessen. A másikat csíptesd rá az elemdoboz másik csatlakozójára, a másik csipeszét pedig

csíptesd rá a fémcsíkra, a rögzítési hely közelébe.

Pontosabb magyarázat: Hogy kerül tulajdonképpen áram a dugóba. Ha a földalatti vasútat, a közvilágítási lámpákat, a villanytűzhelyeket vagy a villanymotorokat a gyárakban elemekből akarnánk táplálni, nem sokra jutnánk. Szerencsére már 150 évvel ezelőtt felfedezték, hogy áramot másképp is elő lehet állítani.

Hiszen tudod a "Meglepő áramhatás" c. 51. kísérletből, hogy az elektromos áram mágneses teret tud kelteni. De a dolog fordítva is működik: a mágneses tér áramot tud kelteni egy vezetékben — azonban az áram nem lehet állandóan azonos erősségű, hanemaz erősségének és irányának gyorsan kell változnia. Ezt használjuk ki a nagy áramfejlesztőkben, az úgynevezett ”generátor"-ban. A kerékpárodon van egy kis generátor, a dinamó. Ez az első kerék forgásából állít elő áramot a világításhoz. Az erőművek nagy generátorait ugyancsak forgatja valami, mégpedig a turbinák. A turbinák lapátkerekeit a zuhogó vízáradat (a vízerőművekben), vagy forró gőzsugarak (a szén-, olajvagy atomerőművekben) hajtják. Szélerőművekben a generátort közvetlenül a légcsavar hajtja meg. A generátorokban erős elektromágnesek forognak a vasmag tekercsei körül. Ennek következtében ezekben a tekercsekben gyorsan változó mágnestér jön létre, amely megint csak mozgásba hozza az elektronokat a tekercsek vezetékeiben, azaz áramot termelnek. Az áramot hatalmas vezetékrendszereken át osztják szét az országban, és bevezetik mindegyik házba, és a házi elosztószekrényből mindegyik hálózati dugaszaljba és a többi fix csatlakozású készülékbe.

62 Morzetávíró Korábbi időkben, az Internet és a telefon előtt, a híreket morzejelek formájában továbbították vezetékeken át a városok és kontinensek között, majd a rádiótechnika feItalálása után vezeték nélkül az egész világ számára. Egy morze-távíró, amely hallhatóvá is teszi a rövid és hosszú jeleket - megtenné? Egy kis barkácsolással - mivel ennél a kísérletnél aprólékos munkát kell végezned - fel tudsz építeni egy ilyen készüléket. A morzejelek táblázatát ismered már a 17. oldalról. Szükséged van a következőkre:  Elemdoboz berakott elemekkel  Motor  Patkó-elektromágnes  Piros füleskábel  Kék krokodilkábel  L-állvány  Láb  Nyomógomb  1 átkapcsoló  10 keresztösszekötő  4 I-összekötő  A tapadószalagból származó fémcsíkot csíptesd fel ismét az állványra három centiméter magasságban úgy, hogy szabadon lógjon, de ne csúszhasson le. 1 Lösszekötő  Ragasztószalag  Kartonpapír

 Fém tapadószalag  Papír

3. Erősítsd fel a patkó-elektromágnest ragasztószalaggal az

elemdobozra, mivel annak éppen megfelelő a magassága. A műveletek: Ahhoz, hogy az elrendezés megbízhatóan működjön, a legjobb papírból elkészíteni, és a részeit ragasztószalaggal összeragasztani. 1. Építs fel két áramkört, és mindkettőt az elemdobozról tápláld. Az egyik áramkör a motort látja el árammal a rajz szerint, és az átkapcsolót és két I-összekötőt tartalmazza. A másik áramot szállít a patkó-elektromágnes számára, és az átkapcsolóval bekapcsolhatod és kikapcsolhatod az áramot.

4. Ragassz a patkóelektromágnes pólusainak a csupasz felületeire egy-egy darabka ragasztószalagot. Ezek megakadályozzák, hogy a fémcsík az áram kikapcsolásakor is ottmaradjon a pólusra ragadva.

2.Húzza fel a fém csíkot a fűzőkapocstól 3 cm magasságig úgy az állványhoz, hogy szabadon tudjon lendülni, de ne csússzon meg.

5. Szereld fel még az állvány lábát a kartonlapra, éspedig úgy, hogy a fémcsík néhény milliméterre lebegjen a patkó-elektromágnes pólusa előtt. Próbáld ki, hogy a nyomógomb megnyomásakor megbízhatóan odamegy-e a mágneshez a fémcsík, és a nyomógomb elengedésekor újra visszalendül-e róla.

6. Erősítsd most a motort az összekötőivel a fémcsík végének a közelébe a kartonlapra. A fémcsík végére ragassz fel erősen egy keskeny papírcsíkot úgy, hogy a mágnes vonzása esetén éppen hozzáérjen a sárga virághoz.

Környezetvédelmi információk Ennek a terméknek az elektromos és elektronikai alkatrészeit nem szabad a termék élettartamának a letelte után a normál háztartási hulladékkal együtt eltávolítani, hanem le kell adni az elektromos és elektronikus hulladékok kommunális gyűjtőhelyén. A terméken, a használati útmutatón vagy a csomagoláson elhelyezett jelkép erre utal.

Az anyagok jelölésüknek megfelelően újrahasznosíthatók. A használt készülékek újbóli felhasználásával, alapanyagaik értékesítésével, vagy a hasznosítás más formáival Te is nagymértékben hozzájárulsz környezetünk védelméhez. A helyi hatóságnál tájékozódj a hulladékgyűjtő helyekről.

7. Kapcsold be most a motort, és nyomogasd a nyomógombot a morzejelek ritmusában. A pontokat és a vonalakat rövid és hosszú hangjelekként hallod. Így működik: Az elrendezés lelke az elektromágnes, amely áram folyása esetén magához húzza a fémcsíkot. Ha azonban rosszul hallanánk ezt, a papír hozzáér a forgó motorhoz, és ezáltal zümmögő hangot hallat. Ezt a morze-berendezést természetesen ne használd túl sok ideig, mert a motor egy idő után kimeríti az elemet.