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 előírások

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 leírás kinézet

A

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.

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.

Piros lámpácska cikkszám:

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.

Motor ventilátorral

szám:706414

Ha áram folyik át rajta, meglehetősen

gyorsan forog a motor és a sárga

virág.

Átkapcsoló

cikkszám, 705055 2

db

A kapcsológomb állásától függőena három érintkezőfül közül kettő-kettő

mindig össze van kötve egymással. 1,4

-

nyomógomb

szám:705054

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

nyomva tartod a gombot.

alkatrész leírás kinézet kapcsolási jelölés

Az alkatrészek összekötésére szolgálnak. A fém csatlakozófülek,például a

nyomógomboké, betolhatók az oldalsó hasítékokba. A szövegben "keresztösszekötő" néven szerepelnek.

Összekötő 4 csatlakozással

(keresztalakú)

cikkszám, 705050

12 db

Összekötő 2 csatlakozással,

egyenes (I-alakú)

cikkszám, 705051 4 db

Az alkatrészek elektromos összekötésére szolgálnak. A két fül elektromosan össze

van kötve egymással. A szövegben röviden "I-összekötő" néven

szerepelnek.

Összekötő

2 csatlakozással,

szögalakú (EL-alakú)

szám:705052

2 darab

Az alkatrészek elektromos összekötésére szolgálnak, de szögbenfolyó árammal.

Úgy néz ki, mint egy „L", ezért a szövegben röviden "L-összekötő" névenszerepelnek.

Összekötő 3 csatlakozással

(T-alakú) szám:705053

Elektromos összekötésre. A három fül úgy van egymással elektromosan

összekötve, ahogy azt a fehér vonalak mutatják. A szövegben röviden “T-összekötő" néven szerepelnek, mivel alakjuk a "T" betűre emlékeztet.

Piros összekötő kábel fülekkel

szám:706428

Az alkatrészekelektromos összekötésére szolgálnak. A végükön a zöld

keresztösszekötőkbe illő érintkezők vannak. A szövegben “piros

füleskábel" néven szerepel.

Kék összekötő kábel fülekkel

szám:706429

Ugyanaz, mint apiros összekötő kábel fülekkel, csak más színben. IA

szövegben röviden "kék füleskábel" néven szerepel.

Elválasztó

cikkszám:. 706078

Az összedugott összekötők, lámpák,

kapcsolók stb. egyszerű szétválasztására told be az alkatrészek közé,és nyomd szét.

alkatrész leí rás kinézet

Piros krokodilkábel cikkszám:

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

Kék krokodilkábel

szám:704487

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

Rúdmágnes

cikkszám, 706423 2 db

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

szín.

Gyűrűmágnes

cikkszám, 706412 2 db

Ezeknél a mágneseknél is színek jelölik a két pólust, a

piros az északi, a kék a déli pólus.

Elektromágnes cikkszám: 706422

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

Apró alkatrészek zacskóban.

szám:772180

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

lehet felhasználni.

alkatrész

szám:706419

leírás kinézet

láb c ikkszám: 706419

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.

L-állvány

szám:706420

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

fűzőkarika

szám:706421

Két, fonállal összekötött gyűrű, amely az iránytű-

készlethez 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

...,

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 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.

Így működik:

Az elektromos áram olyan mozgékony, hogy mégegy sok csomóból és

hurokból álló "hullámvasút" se kottyan meg neki.

Az elekromos áram láthatatlan. Csak a hatásait ismerheted fel, pl. ég a lámpa, vagy forog a motor. Mivel a legapróbb

részecskék, az elektronok áramlásából áll. Ezek még

apróbbak, mint az atomok, és egy fémdrót anyagában mozognak, pl. a Te kábeledben.

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 egyik 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 áramkört.

2. Elektromos hullámvasútazás

A kábelek szépen

laposan és egyenesen

futnak. A kábel akkor

is vezeti az áramot, ha

csomót kötünk rá?

Szükséged van a következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros krokodilkábel

Kék krokodilkábel

Piros lámpa

1. keringő áram

Szükséged van a következőkre:

Pontosabb magyarázat: áram körforgalomban

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.

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros krokodilkábel

Kék krokodilkábel

Piros lámpa

Zöld lámpa

Sárga lámpa

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.

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 ellenállást, 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.

A zöld keresztösszekötőkön kívül találsz még a kísérletező készletben további

zöld összekötőket. Vajon felépíthető belőlük egy áramkör teljesen kábelek

nélkül?

A műveletek:

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

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.

5. Zöld áramvezető

4. Fülek krokodilcsipeszek helyett

Szükséged van a

következőkre:

Du brauchst:

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros füleskábel

Kék füleskábel

4 keresztösszekötő

3.Felcserélt csatlakozók:

Van jelentősége, hogy

melyik irányban folyik az

áram a lámpán keresztül? Ezt könnyen kitalálhatod.

A krokodilcsipeszes

kábeleken kívül találsz

még az építőkészletben

olyanokat, amelyeknek

sajátos zöld kockácskák

vannak a végükön.

Próbáld meg, hogyan tudod használni őket.

Szükséged van:

Piros lámpa

-4 keresztösszekötő

2 I-összekötő

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. Szükséged van a

következőkre: Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros krokodilkábel

Kék krokodilkábel

Piros lámpa

Az elemdoboz két

elemet tartalmaz,

amelyek egyesítik

erőiket.Vajon akkor is

ég a lámpa, ha csak egy

elem biztosítja az

áramot?

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.

8 Kettős csomagolásban

Talán már magadtól is rájöttél

arra, hogy a sorba kapcsolás

helyett a lámpákat közvetlenül is

rá lehet kötni az elemekre.

Elemdoboz berakott elemekkel Piros lámpa

Zöld lámpa 6 keresztösszekötő 4 I-összekötő

Képzelj el most egy nagy malomkereket. Mikor jár jobban: Ha egy vékony erecske csordogál a kerékre? Vagy ha a víz

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, egy villanymozdony motorján át viszont több szám amper.

És hogyan hajtasz át erős vízsugarat a csövön 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.

Szükséged van a

következőkre:

Így működik:

A kísérlet kimutatja, hogy egyetlen elem teljesítménye kisebb kettőénél.

Ha egy elem

teljesítménye kisebb,

mint kettőé — vajon

akkor is mutatkozik

különbség, ha egy

helyett két lámpát kell árammal ellátnia?

Szükséged van a

következőkre:

elemdoboz berakott

elemekkel

Kék füleskábel

Piros lámpa

Zöld lámpa

4 keresztösszekötő

4 keresztösszekötő

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

Szükséged van a következőkre:

Piros krokodilkábel Piros füleskábel Kék füleskábel Piros lámpa

4 keresztösszekötő

Szükséged van a következőkre:

A műveletek:

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

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

7. Két körte – fele fényesség

Szükséged van a

következőkre:

elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

1 átkapcsoló

4 keresztösszekötő

1 I-összekötő

Ezzel a tudással jobban megérted a két előző kísérlet eredményét is. Az elemdobozba berakott elemeksorba

kapcsolódnak egymással, és összegződik 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.

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

lámpákat egymásután

lehet kötni, akkor ennek

kapcsolókkal is működnie

kell . Próbáld ki, hogyan

viselkedik ekkor az

elektromos áram.

Így működik:

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.

Kapcsolóállások

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.

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.

Pontosabb magyarázat: Hogyan állít elő áramot egy elem?

9 Gyorsan kapcsolva

10 Kapcsolók libasorban

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

2 átkapcsoló

6 keresztösszekötő

2 I-összekötő

Du brauchst:

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.

A műveletek: 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.

Így működik:

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 felépíthetsz

egymorzeállomást,amelynél a jeleket még hallhatod is.

Morzekódok

Természetesen a két kapcsolót

párhuzamosan is lehet elrendezni.

Hogyan viselkedik az áram ebben az

esetben?

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.

12 Morzézés fénnyel

Szükséged van a

következőkre:

elemdoboz berakott

elemekkel

Zöld lámpa

2 átkapcsoló

6 keresztösszekötő

3 I-összekötő

Szükséged van a következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

Nyomógomb

4 keresztösszekötő

1 I-összekötő

Kapcsolóállások 1.kapcsoló 2. kapcsoló lámpa

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.

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:

13. Választás a piros és a zöld közül

A műveletek:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

Zöld lámpa

1 átkapcsoló

8 keresztösszekötő

3 I-összekötő

1 L-összekötő

Biztosan már megkérdezted magadtól, hogy mire lehet

használni a kapcsoló harmadik csatlakozóérintkezőjét. Most megtudhatod.

Pontosabb magyarázat: kapcsolási rajzok

A sok egymással összekötött alkatrész miatt az elrendezések azonban 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.

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.

14 Saját jelzőlámpa

13 Választás a piros és a zöld között.

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.

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.

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.

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.

Szükséged van a

következőkre:

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

Szükséged van a következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

2 átkapcsoló

9 keresztösszekötő

2 L-összekötő

2 I-összekötő

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

egyáltalán az áram?

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Zöld lámpa

Kék krokodilkábel

Piros krokodilkábel

1 keresztösszekötő

Különfélék a háztartásból

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.

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.

Így működik:

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.

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.

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.

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..

17 Piros fény riasztáskor 16 Vezetők és szigetelők

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

Kék krokodilkábel

Piros krokodilkábel

1 átkapcsoló

2 keresztösszekötő

Alufólia

2 átkapcsoló

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:

Pontosabb magyarázat: Hogyan válhat veszélyessé az áram?

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.

A műveletek:

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 krokodilkábel csatlakozásait a motoron. Milyen

most a forgásirány?

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.

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.

elemdoboz berakott

elemekkel

motor

Piros krokodilkábel

Kék krokodilkábel

Szükséged van a

következőkre: 18 Riasztás az ablaküveg betörésekor

elemdoboz berakott

elemekkel

motor

1 átkapcsoló

4 keresztösszekötő

1 I-összekötő

Egy betörő esetleg ki se

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 lámpának teljesen

mindegy volt, hogy

melyik irányban folyik

át rajta az elektromos

áram. Ugyanígy van ez

egy villanymotornál is?

20 Ellenkező irányban

Szükséged van

a

következőkre:

A műveletek: 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.

Szükséged van

a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

Kék krokodilkábel

Piros krokodilkábel

1 átkapcsoló

2 keresztösszekötő

Alufólia

19. Elforgatott

A kísérletező készlet

alkatrészei közé

tartozik egy

ventilátorral felszerelt

motor is. Itt az ideje,

hogy kipróbáld.

21 Gyors váltás

A forgási iránynak a

kábelek

átcsipeszelésével

történő átváltása

természetesen kissé

körülményes. Nagyszerű

lenne, ha ezt csupán két

egyszerű kapcsolási mozdulattal elérhetnéd.

elemdoboz berakott

elemekkel

motor

Sárga lámpa

piros füleskábel

kék füleskábel

2 átkapcsoló

8 keresztösszekötő

11 I-összekötő

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?

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.

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

Motor

1 átkapcsoló

9 keresztösszekötő

4 I-összekötő

1 L-összekötő

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.

Az átkapcsolóval az

áramot a különböző

fogyasztók között ide-

oda kapcsolhatod.

Próbáld meg ezt most a

lámpával és a motorrral.

Szükséged van a

következőkre:

22 Áram ellenőrzése

23 Motor vagy lámpa

Szükséged van

a

következőkre:

Szükséged van

a

következőkre:

24 Motor és lámpa

Elemdoboz berakott

elemekkel

Motor

Piros füleskábel

Kék füleskábel

2 átkapcsoló

8 keresztösszekötő

2 I-összekötő

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.

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.

Elemdoboz berakott

elemekkel

Motor

Piros lámpa

1 átkapcsoló

6 keresztösszekötő

1-összekötő

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.

Most már

igazán kell

teljesítenie az

elemnek,

mind a

három

lámpát

táplálnia kell,

és ráadásul a

motort is

meg kell

hajtania, vajon bírja-e.

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.

Pontosabb magyarázat: Elektromosság a természetben Szükséged van a

következőkre:

25 Motor teljes megvilágításban 26 Motor kettős kapcsolással

Szükséged van a következőkre:

Elemdoboz berakott elemekkel

Motor

2 átkapcsoló

10 keresztösszekötő

2 L-összekötő

3 I-összekötő

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros lámpa

Sárga lámpa

Zöld lámpa

Motor

1 átkapcsoló

10 keresztösszekötő

1 T-összekötő

4 I-összekötő

2 L-összekötő

Szükséged van a következőkre:

Néha szeretne az ember

egy motort két

különböző helyről be- és

kikapcsolni tudni. Ez a

kapcsolás képes erre.

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.

Ne érj hozzá a mágneseddel mágneslemezhez, CD-

lemezhez, hang- és

videoszalaghoz, mágnescsíkos

hitelkártyához, TV-készülékhez,

számítógéphez vagy mechanikus karórához. A

rajtuk tárolt hang, kép vagy adat

visszavonhatatlanul

törlődhetne, és az óra

esetleg többé már nem

járna.

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.

Figyelem!

csavarok, anyák, alátétek

§ színes

műanyagkorongok

1 rúdmágnes 1 gyűrűmágnes

Szükséged van a következőkre:

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.

A műveletek:

1. Rakjál különböző csavarokat, anyákat és más alkatrészeket az apróanyag-zacskóból, továbbá színes

tárcsákat egymás mellé az asztalra, és tartsál hozzájuk egy henger alakú piros-kék mágnest.

Figyelmeztetés! A mágnesek lenyelése

rendkívül veszélyes lehet.

Ilyen esetben azonnal hívd

le a megfelelő információt a

www.toy.de/ magnete web-

oldalról, és fordulj orvoshoz.

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 következőkre:

1 rúdmágnes

Csavarok, anyák,

alátétek

Műanyag színes

korongok

1 gyűrűmágnes

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.

29 Szemételválasztó

1 rúdmágnes

Különfélék a

háztartásból

Szükséged van a következőkre:

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.

28 Szerelem a vas iránt

Tedd föléjük a mágnest. Ha a távolság elég kicsi, felugranak a mágnesre, és rajta maradnak.

2.Ismételd meg a kísérletet egy gyűrűmágnessel. Az is magához húzza a vasat. 3. Rakd most a mágneseket az asztalra,

és tarts egy csavart néhány milliméterre először a rúdmágnes fölé, majd a

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.

27 Titokzatos vonzerő

Mágnesesség

Szükséged van a

következőkre:

1 rúdmágnes

1 gyűrűmágnes

Csavarok

Vonalzó

Papír

Ceruza

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.

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.

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 műveletek:

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

fogsz észlelni.

31 Átütő erőhatás Szükséged van a

következőkre:

1 rúdmágnes

csavarok, anyák,

alátétek

kis csésze homokkal

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"?

30. A közelség varázsa

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?

Csavarok, anyák,

alátétek

Színes műanyag

korongok

1 rúdmágnes

Szükséged van a

következőkre:

Szükséged van a

következőkre:

1 rúdmágnes

Csavarok

Különfélék a

háztartásból

A mágnesek

letapogatják a

környezetüket,

észlelik a vasat,

és egyfajta láthatatlan

kézzel magukhoz

húzzák. Mekkora

lehet ezeknek az észlelőerőknek a

hatótávolsága?

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.

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.

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.

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.

Szükséged van a

következőkre:

Színes

műanyagkorongok

1 gyűrűmágnes

Fonál

Főzőkanál

Kartonpapír

Filctollak

Olló

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.

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:

33 Mágneses virág

35 Az erő központjai

34 Mágneses horgászás 1 Rúdmágnes

1 Gyűrűmágnes

1 Színes

műanyagkorong

Ősrégi játék a mágnessel való

horgászás "vashalak" után.

Tetszeni fog neked és

barátaidnak.

Így működik:

Két gyűrűmágnes taszítja egymást, ha az azonos nevű pólusuk egymás felett helyezkedik el. A ceruza csak arról gondoskodik, hogy a felső ne essen le oldalt.

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

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

3.Ismételd meg ezt a kísérletet a gyűrűmágnesekkel.

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 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.

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.

Szükséged van a

következőkre:

2 rúdmágnes

2 gyűrűmágnes

A Transrapid mágneses 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.

38 Elviselhetetlen ikrek

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

Szükséged van a

következőkre:

2 gyűrűmágnes Ceruza

37 Lebegés egy mágneses párnán.

Már sok anyagot

megvizsgáltál, hogy

miként reagál a

mágnesekre. De

valójában hogyan

reagálnak egymásra a

mágnesek?

36 Barát és ellenség a mágneseknél.

36 Taszítás és vonzás.

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.

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.

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.

Szükséged van a

következőkre:

2 rúdmágnes 2 gyűrűmágnes 1 színes

műanyagkorong

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.

Pontosabb magyarázat: mágnesek mikroméretben.

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.

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

Tulajdonképpen kár,

hogy nem láthatjuk a

mágneses erővonalakat.

Van azonban egy trükk,

amellyel láthatóvá

tehetők: vasporral a

műanyagdobozban.

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?

40 A láthatóvá tett mágneses erő

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.

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 L-állványra, 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.

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).

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.

41 Mágnesek az állványon

A fonálon lógó

rúdmágnespár

különlegesen

mozgékony. Ezt

kihasználhatod egy vidám kísérlethez.

42 Tánc az állvány alatt

Szükséged van a

következőkre: 2 rúdmágnes 2 gyűrűmágnes L-állvány

Láb Fűzőkarika

Szükséged van a

következőkre:

2 rúdmágnes

1 gyűrűmágnes

L-állvány

láb

fűzőkarika

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.

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.

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.

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.

Az érzékeny állvány-

készülék segítségével jól

össze is hasonlíthatod

két mágnes erejét.

Szükséged van a következőkre:

2 rúdmágnes 2 gyűrűmágnes L-állvány

Láb

Fűzőkarika

2 vonalzó (30 cm)

43 Javított átbocsátás-viszgálat

Szükséged van a következőkre:

2 rúdmágnes 2 gyűrűmágnes L-állvány

Láb

Fűzőkarika

Lvonalzó, ceruza, papír

45 Mágnesek vetélkedője

Szükséged van a következőkre:

2 rúdmágnes

1 gyűrűmágnes

L-állvány

Láb

Fűzőkarika

Különfélék a háztartásból Ragasztószalag Palack vagy hasonló

palack

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:

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.

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.

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

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.

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.

A műveletek:

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

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

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

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.

A kutatók többek között jó

megfigyelőképességükkel

tűnnek ki. Jó megfigyelő

vagy? Most megállapíthatjuk.

47 Titokzatos viselkedés

Szükséged van a következőkre:

L-állvány láb

fűzőkarika 2 rúdmágnes 46 Egy mágnes születése

Az "Átütő hatás" c. 32.

kísérletben

tapasztaltad, hogy egy

vasalkatrész egy

mágnessel érintkezve

maga is mágnesessé

válik.

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

48 Úszó mágnesek

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,

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.

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.

A műveletek:

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.

Pontosabb magyarázat: A pólusok neve

49. A távvezérelt mágnes

A műveletek:

A "Titokzatos viselkedés" c. kísérletben kerestél egy feltűnő 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?

Érdekes lenne

megállapítani, melyik ez

az elsődleges irány,

amely az iránytűnek olyan

fontosnak látszik. Ehhez

meg kellene nézned

házatok környékétegy

várostérképen

Iránytűnek csak

feltételesen alkalmas a

rúdmágnes, mert az irányt csak

hozzávetőlegesen

leht leolvasni vele.

Van azonban egy jobb medgoldás.

Szükséged van a

következőkre:

2 rúdmágnes

mágneses tűk

habanyagdarab

vagy egy

mécses

alumíniumcsés

zéje

tál vagy

mélytányér

50 Mágnestű

Szükséged van a

következőkre:

2 rúdmágnes Mágneses tű Styropor darabkák

vagy alumínium tálka a teamécsesből

Tál vagy egy mélyebb tányér

50. Mágneses tű

Szükséged van a következőkre:

2 rúdmágnes

L-állvány

Láb

Fűzőkarika

Ceruza Vonalzó Környéketek térképe

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.

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.

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.

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.

51 Meglepő áramhatás

Elektromágnesesség

Déli pólus

Oersted munkaasztalán

feküdt egy iránytű.

Véletlenül az egyik drót, amelyen át áramot

folyatott egy elemből,

ennek a közelében volt

elvezetve. Majd

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.

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott elemekkel

Piros krokodilkábel L-állvány

Láb

Fűzőkarika 2 rúdmágnes

A Föld mágneses

N Föld forgásiránya

A Föld forgástengelye

Mágneses tengely

N Mágneses

Északi-sark

Pontosabb magyarázat: Honnan tudja az iránytű, merre van észak?

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.

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.

A műveletek:

1. Tekerd fel a piros füleskábelt az ujjadra, és rögzítsd a

meneteket egy kevés ragasztószalaggal.

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.

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.

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.

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.

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.

Szükséged van a következőkre:

Elemdoboz berakott elemekkel

Piros krokodilkábel

Kék krokodilkábel piros füleskábelben

L-állvány

Láb Fűzőkarika

2 rúdmágnes 1 keresztösszekötő

Ragasztószalag

Egy permanens mágnes

mágnesessé teszi a vasat.

Az is elektromágnes, amelyet a tekercsed

képez?

53 Ismét a felerősített áramhatás

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 füleskábel

L-állvány

Láb Fűzőkarika 1 anya

2 csavar

2 rúdmágnes

1 keresztösszekötő

1 I-összekötő

Ragasztószalag

A saját fejlesztésű

elektromágnesednél

még erősebb a

készletedben található

kész patkó-

elektromágnes. Azonban

nagyon hasonló a

felépítése: két tekercs ül

egy U-alakú vasmagon.

Próbáld is ki azonnal.

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.

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?

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 patkó-elektromágnes 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.

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?

55 Vasívek 54 Az elektomágnesek is szeretik a vasat

Ha a patkó-

elektromágnes

felmágneseződik,

láthatóvá kellene tenned

a mágneses erővonalakat

is. Próbáld ki.

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel Piros füleskábel

Kék füleskábel

Nyomógomb Patkó-elektromágnes Csavar vagy anya Színes korongok

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.

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel Piros füleskábel Kék füleskábel

Patkó-elektromágnes

Vaspor-Boksz 1 nyomógomb

5 keresztösszekötő

A műveletek:

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?

Így működik:

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

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.

Szükséged van a következőkre:

Elemdoboz berakott elemekkel

Piros füleskábel Kék füleskábel Patkó-elektromágnes

L-állvány Fűzőkarika Nyomógomb 2 rúdmágnes

5 keresztösszekötő

Az állandó mágnesek

mágneses erőhatása

sok anyagon hatolt át,

kivéve a vasat.

Ugyanez a helyzet az

elektromágnes

erőhatásával is?

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros füleskábel Hufeisen-ELektromagnet L-állvány Láb Fűzőkarika

Nyomógomb 2 rúdmágnes 5 keresztösszekötő

Különfélék a háztartásból

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. 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?

56 Pólusvizsgáló

Egy elektromágnesnek is

egy északi és egy déli

pólusa van? A

rúdmágnessel történő

megérintés útján nem

tudod ezt megvizsgálni,

mivel az a patkó-

elektromágnes

vasmagjára reagál. .

Azonban talán működik a

dolog az érzékeny

mágnesvizsgálóddal, az állványos

szerkezeteddel?

Szükséged van a

következőkre:

Elemdoboz berakott

elemekkel

Piros füleskábel Kék füleskábel Patkó-elektromágnes L-állvány

Láb Fűzőkarika

Nyomógomb 2 rúdmágnes

5 keresztösszekötő

57 Póluscsere

A saját építésű

elektromágnesed a

csatlakozások

felcserélésekor pólust

váltott. Vajon ezt teszi a patkó-elektromágnes is?

58 Az elektromágnes átütő ereje

Így működik:

Az elektromágnes ugyanúgy viselkedik, mint egy állandó mágnes:

mágneses ereje áthatol minden anyagon a vasat kivéve.

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:

Elemdoboz berakott elemekkel

Piros füleskábel

Kék füleskábel Hufeisen-Etektromagnet L-állvány Láb

Fűzőkarika Nyomógomb 2 rúdmágnes 5 keresztösszekötő

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.

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 patkó-elektromágnes 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.

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. Ha azonban

azokhoz kerülnek közel, megismétlődik a fenti játék - ami a forgórész folyamatos forgását eredményezi.

60 hangszóró 59 Tánctanfolyam az elektromágnesek között.

0

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 Piros krokodilkábel

Kék füleskábel Hufeisen-Etektromagnet

2 keresztösszekötő 1 alátét Érme Esetleg reszelő Papír

Karton Ragasztószalag Könyvek alátámasztásnak

Pontosabban: egy villanymotor belsejében.

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.

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.

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-, olaj-

vagy 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.

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

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.

61 Távkapcsolás

Pontosabb magyarázat: Hogy kerül tulajdonképpen

áram a dugóba.

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 patkó-

elektromágnes egyik csupasz pólusára vezessen. A másikat csíptesd

rá az elemdoboz másik csatlakozójára, a másik csipeszét pedig

csíptesd rá a fémcsíkra, a rögzítési hely közelébe.

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 L-

összekötő Ragasztószalag Kartonpapír Fém tapadószalag Papír

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.

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.

62 Morzetávíró 3. Erősítsd fel a patkó-elektromágnest ragasztószalaggal az

elemdobozra, mivel annak éppen megfelelő a magassága.

4. Ragassz a patkó-elektromágnes 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.

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.

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.

Környezetvédelmi információk 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.