Comment construire un électroaimant qui soulève des trombones?

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Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Conçois et construis un électroaimant capable de transporter des trombones sur une distance de un mètre.

Comment construire un électroaimant qui porte des trombones?

Ce dont tu as besoin

  • 1 clou en fer
  • Fil de cuivre (1 mètre)
  • Pince coupante
  • Pince à dénuder, si ton fil de cuivre est isolé
  • 1 pile de type D
  • Ruban-cache (ruban de type masking tape)
  • 1 boîte de trombones
  • Ruban à mesurer

Précautions à prendre!

Il ne faut jamais utiliser une pile qui coule ou dont l’une des bornes est recouverte d’un dépôt croûté.

Ce que tu dois faire

  • Si le fil de cuivre est recouvert d’un revêtement isolant, enlève environ 1 cm du revêtement à chaque extrémité du fil avec la pince à dénuder.

Précautions à prendre!

Tu auras peut-être besoin de l’aide d’une personne adulte pour utiliser la pince à dénuder et la pince coupante.

  • Enroule le fil de cuivre autour du clou de façon à laisser dépasser environ 3 cm à chaque extrémité.
  • Fixe avec du ruban-cache un bout dénudé du fil de cuivre à une borne de la pile, puis fixe l’autre bout sur l’autre borne.
  • Combien de trombones peux-tu ramasser avec l’électroaimant que tu viens de construire?
  • Découvre quelle distance tu pourras parcourir sans échapper les trombones.
  • Mesure cette distance. 
Électroaimant fabriqué avec un fil, une pile et un clou
Voici à quoi pourrait ressembler ton électroaimant (Source : haryigit via iStockphoto).
  • Règles à respecter pour relever ce défi :
    • Toutes les pièces de ton électroaimant doivent être attachées les unes aux autres.
    • Tu n’as pas le droit de toucher les trombones pendant que tu les transportes.
    • Tu n’as pas le droit d’utiliser autre chose que le magnétisme pour transporter les trombones; le ruban adhésif et les boîtes sont interdits.
  • Pour réussir, tu dois
    • créer un aimant en utilisant de l’électricité; 
    • transporter des trombones avec ton électroaimant sur une distance de un mètre.

Si tu bloques sur un problème, regarde cette vidéo sur YouTube ou fais une recherche sur Google en posant la question « comment fabriquer un électroaimant ».

Qu’est-ce qui se passe?

​Les aimants sont entourés de champs magnétiques. Les champs magnétiques sont des forces qui ont la propriété d'attirer ou de repousser certaines matières. La plupart des aimants ont un pôle nord à une extrémité et un pôle sud à l’autre extrémité. Le pôle nord est attiré par le pôle sud, et cette attirance crée un champ magnétique. 

Tu peux aussi créer un champ magnétique en faisant passer un courant électrique à travers un fil de cuivre. Tu obtiendrais alors ce qu’on appelle un électroaimant. Contrairement aux aimants ordinaires, il est possible d’allumer et d’éteindre les électroaimants. De plus, tu peux modifier la force d’un électroaimant en augmentant ou diminuant le courant électrique.

Qu’est-ce qui se passe?

​Les aimants sont entourés de champs magnétiques. Les champs magnétiques sont des forces qui ont la propriété d'attirer ou de repousser certaines matières. La plupart des aimants ont un pôle nord à une extrémité et un pôle sud à l’autre extrémité. Le pôle nord est attiré par le pôle sud, et cette attirance crée un champ magnétique. 

Tu peux aussi créer un champ magnétique en faisant passer un courant électrique à travers un fil de cuivre. Tu obtiendrais alors ce qu’on appelle un électroaimant. Contrairement aux aimants ordinaires, il est possible d’allumer et d’éteindre les électroaimants. De plus, tu peux modifier la force d’un électroaimant en augmentant ou diminuant le courant électrique.

Pourquoi est-ce important?

Des électroaimants sont intégrés dans de nombreux appareils électriques. Il y a des électroaimants dans les moteurs, les réfrigérateurs, les sonnettes de porte, les ordinateurs, les horloges, les ventilateurs et les haut-parleurs. Dans tous ces appareils, la circulation du courant électrique dans des fils crée un champ magnétique. Ce champ magnétique est la force qui fait fonctionner tous ces appareils et bien plus! 

L’électromagnétisme joue également un rôle important dans tous les ordinateurs. Quand tu sauvegardes une information sur ton ordinateur, de petites pièces de métal sont magnétisées par un courant électrique. Ces petites pièces de métal se déplacent selon une séquence particulière. Cette séquence peut être lue plus tard par l’ordinateur.

Les personnes qui exercent toutes sortes de professions doivent bien connaître et comprendre les électroaimants parce qu’il y en a dans presque tous les dispositifs, comme dans les domaines de l’ingénierie électrique, de l’informatique et en mécanique.

Pourquoi est-ce important?

Des électroaimants sont intégrés dans de nombreux appareils électriques. Il y a des électroaimants dans les moteurs, les réfrigérateurs, les sonnettes de porte, les ordinateurs, les horloges, les ventilateurs et les haut-parleurs. Dans tous ces appareils, la circulation du courant électrique dans des fils crée un champ magnétique. Ce champ magnétique est la force qui fait fonctionner tous ces appareils et bien plus! 

L’électromagnétisme joue également un rôle important dans tous les ordinateurs. Quand tu sauvegardes une information sur ton ordinateur, de petites pièces de métal sont magnétisées par un courant électrique. Ces petites pièces de métal se déplacent selon une séquence particulière. Cette séquence peut être lue plus tard par l’ordinateur.

Les personnes qui exercent toutes sortes de professions doivent bien connaître et comprendre les électroaimants parce qu’il y en a dans presque tous les dispositifs, comme dans les domaines de l’ingénierie électrique, de l’informatique et en mécanique.

Pousser l’enquête

  • Peux-tu porter le même nombre de trombones sur une distance de 1,5 mètre ou 2 mètres? Si ça ne fonctionne pas, comment pourrais-tu modifier ton électroaimant pour y parvenir?
  • Fais comme si ce défi était une course. Combien de trombones peux-tu transporter sur un mètre en une minute?
  • Expérimente avec le matériel. Change une chose à la fois jusqu’à ce que ton électroaimant ramasse le plus grand nombre possible de trombones. Essaie les modifications suivantes : 
    • le nombre d’enroulement du fil de cuivre autour du clou 
    • le serrage des anneaux du fil autour du clou
    • la taille de la pile 
    • le type de fil de cuivre
    • le diamètre du fil de cuivre
    • le type de clou
    • la taille du clou

Pousser l’enquête

  • Peux-tu porter le même nombre de trombones sur une distance de 1,5 mètre ou 2 mètres? Si ça ne fonctionne pas, comment pourrais-tu modifier ton électroaimant pour y parvenir?
  • Fais comme si ce défi était une course. Combien de trombones peux-tu transporter sur un mètre en une minute?
  • Expérimente avec le matériel. Change une chose à la fois jusqu’à ce que ton électroaimant ramasse le plus grand nombre possible de trombones. Essaie les modifications suivantes : 
    • le nombre d’enroulement du fil de cuivre autour du clou 
    • le serrage des anneaux du fil autour du clou
    • la taille de la pile 
    • le type de fil de cuivre
    • le diamètre du fil de cuivre
    • le type de clou
    • la taille du clou