מגנטיות

• כיתה ח’
• מגנטיות והשראה
• 5 דקות קריאה

איך פועל מגנט, למה יש לו תמיד שני קטבים, אילו חומרים נמשכים אליו, ואיך בונים מגנט מחשמל — עם תרגיל פתור.

התשובה בקצרה

מגנטיות היא תכונה של חומרים מסוימים למשוך או לדחות זה את זה, בלי מגע. לכל מגנט יש שני קטבים, צפוני ודרומי:

1. קטבים שונים מושכים — צפוני ודרומי נמשכים זה לזה.
2. קטבים זהים דוחים — שני צפוניים, או שני דרומיים, מתרחקים.
3. רק מתכות מסוימות נמשכות — בעיקר ברזל, ניקל וקובלט.

למי זה מיועד: מגנטיות נלמדת בכיתה ח’, וממשיכה בתיכון בפרקים על שדה מגנטי והשראה.

קטבים, משיכה ודחייה

אם תתלו מגנט מוט על חוט, הוא יסתובב וייעצר כשקצה אחד שלו מצביע צפונה. את הקצה הזה קוראים הקוטב הצפוני של המגנט, ואת השני — הקוטב הדרומי. זה בדיוק מה שקורה במצפן, בגלל השדה המגנטי של כדור הארץ.

קרבו שני מגנטים, ותרגישו אחד משני דברים: משיכה חזקה, או דחייה שמנסה להסיט אותם הצידה. הכל תלוי באילו קטבים פונים זה אל זה. והנה דבר מפתיע: אם תשברו מגנט לשניים, לא תקבלו קוטב צפוני לבד וקוטב דרומי לבד. תקבלו שני מגנטים קטנים, ולכל אחד מהם שוב שני קטבים.

מה קורה בתוך מגנט

ברזל בנוי מאזורים זעירים, שכל אחד מהם הוא מעין מגנט קטנטן. במסמר רגיל, האזורים האלה מסודרים בכיוונים אקראיים, וההשפעות שלהם מבטלות זו את זו. במגנט, רובם מסודרים באותו כיוון, וההשפעות מצטרפות לכוח אחד חזק.

לכן אפשר להפוך מסמר למגנט. מעבירים עליו מגנט כמה פעמים באותו כיוון, והאזורים שבתוכו מסתדרים. ולהפך: חימום חזק או מכות חוזרות מבלבלים את הסידור, והמגנט מאבד את כוחו.

אלקטרומגנט — מגנט מחשמל

זרם חשמלי יוצר סביבו שדה מגנטי. אם מלפפים תיל סביב מסמר ומזרימים בו זרם, המסמר הופך למגנט. מפסיקים את הזרם — והמגנטיות נעלמת. זה אלקטרומגנט: מגנט שאפשר להדליק ולכבות.

את החוזק שלו קובעים שני דברים: כמה ליפופים יש בסליל, וכמה זרם עובר בו. כשאורך הסליל קבוע, העוצמה גדלה ביחס ישר לשניהם.

תרגיל פתור

הנתונים: לשני סלילים יש אותו אורך. בסליל א’ יש 100 ליפופים וזרם של 2 אמפר. בסליל ב’ יש 200 ליפופים וזרם של 3 אמפר.
השאלה: איזה אלקטרומגנט חזק יותר, ופי כמה?

1. מחשבים את המכפלה של ליפופים וזרם — קודם בסליל א’, ואחר כך בסליל ב’: 100 · 2 = 200 200 · 3 = 600
2. משווים בין המכפלות: 600 / 200 = 3

התשובה: סליל ב’ חזק פי 3 — פי 2 בזכות הליפופים, ועוד פי 1.5 בזכות הזרם. B₂ = 3 · B₁

איפה רואים את זה בחיים

• דלת המקרר

  בגומייה שסביב הדלת יש פס מגנטי. הוא מושך את מסגרת הפלדה, וסוגר את הדלת היטב.

• רמקול

  בתוך רמקול יש מגנט קבוע ואלקטרומגנט. הזרם משתנה, האלקטרומגנט נמשך ונדחה, והקרום רועד ומשמיע קול.

• מגרסת גרוטאות

  עגורנים במגרסות מרימים מכוניות ישנות באלקטרומגנט ענק. כשמכבים את הזרם, המכונית נופלת.

שאלות נפוצות

למה לכל מגנט יש שני קטבים?

כי המגנטיות נובעת מהסידור של אזורים זעירים בתוך החומר, וכל אחד מהם הוא בעצמו מגנט עם שני קטבים. לכן גם כששוברים מגנט, כל חלק מקבל שוב קוטב צפוני ודרומי. קוטב מגנטי בודד לא נמצא אף פעם.

מה ההבדל בין מגנט קבוע לאלקטרומגנט?

מגנט קבוע, כמו מגנט מקרר, מגנטי כל הזמן. אלקטרומגנט מגנטי רק כשזורם בו זרם חשמלי, ואפשר לשנות את החוזק שלו לפי הזרם.

איך אפשר להרוס מגנט?

חימום חזק, או מכות חוזרות, מבלבלים את הסידור של האזורים הזעירים בתוכו. כשהם מתפזרים שוב לכיוונים אקראיים, המגנט נחלש או מאבד את המגנטיות לגמרי.

מגנטיות מבלבלת אתכם?

בקורס הפיזיקה לכיתה ח’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ח’

או מתחילים בחינם: חוברת הפיזיקה לכיתה ח’, להורדה