INTERACŢIUNI MAGNETICE

Investeşte în oameni!
Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor
Umane 2007 – 2013
Axa prioritară: 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi socieţătii bazate pe
cunoaştere”
Domeniul major de intervenţie: 1.1 „Acces la educaţie şi formare profesională iniţială de calitate
Titlul proiectului: „Şcoala viitorului!” – Împreună pentru o societate bazată pe cunoaştere ”
Cod Contract: POSDRU/17/1.1/G/20765
Beneficiar: Inspectoratul Şcolar al Judeţului Vâlcea
INTERACŢIUNI MAGNETICE
Prof. Cătălina STANCA
Lucrarea de laborator „Interacţiuni magnetice” îşi propune introducerea experimentală a
primelor noţiuni despre magnetism. Accentul cade pe evidenţierea unor factori de care depinde
câmpul magnetic al unui magnet şi pe prezentarea caracteristicilor unui magnet permanent.
Obiectivele urmărite
Identificarea materialelor cu proprietăţi magnetice
Evidenţierea faptului că polii magnetici cu acelaşi nume se resping şi cei cu nume diferite
se atrag
Introducerea noţiunii de electromagnet şi evidenţierea magnetismului care apare în acesta
Evidenţierea factorilor de care depind proprietăţile câmpului magnetic al unui magnet.
Noţiuni teoretice
Un magnet este un obiect realizat din anumite materiale cu proprietatea de a crea un câmp
magnetic în jurul său. Fiecare magnet are cel puţin un pol nord şi un pol sud. Prin convenţie,
spunem că liniile campului magnetic ies prin polul nord al magnetului şi intră prin polul sud al
acestuia. Spunem că magnetul este un dipol magnetic. („di" înseamnă două, astfel doi poli). Dacă
luăm un magnet bară şi-l rupem în două bucăţi, fiecare piesă obţinută va avea din nou un pol
nord şi un pol sud. Dacă luăm din nou una dintre aceste piese şi-o rupem în două, fiecare dintre
bucăţile mai mici obţinute vor avea un pol nord şi un pol sud. Aşadar, nu contează cât de mici
devin bucăţile de magnet, fiecare piesă va avea un pol nord şi un pol sud. Până în acest moment
este imposibil ca un magnet să aibă doar un singur pol.
Există trei tipuri principale de magneţi:
- magneţi permanenţi

- magneţi temporari
- electromagneţi
Magneţii permanenţi sunt des întâlniţi (magneţii de agăţat pe uşile frigiderelor noastre). Ei sunt
permanenţi, în sensul că, odată ce aceştia sunt magnetizaţi îşi păstrează un nivel relativ constant
al câmpului magnetic propriu. Diferite tipuri de magneţi permanenţi au caracteristici şi
proprietăţi diferite, legate de: uşurinţa cu care pot fi demagnetizaţi, cât de puternici pot fi,
variaţia proprietăţilor magnetice cu temperatura. Magneţii permanenţi pot avea aproape orice
formă imaginabilă. Ei pot fi făcuţi din bare rotunde, bare rectangulare, potcoave, inele, discuri,
dreptunghiuri, multi-degete inele, şi alte forme personalizate.
Magneţii temporari sunt cei care acţionează ca un magnet permanent, atunci când se află într-un
câmp magnetic puternic, dar îşi pierd proprietăţile magnetice atunci când câmpul magnetic
dispare. Ca şi exemple reprezentative ne putem gândi la agrafe de birou, la cuie sau la alte
obiecte din fier moale.
Electromagneţii sunt bobine alcătuite, de obicei, dintr-un miez de fier, pe care se înfăşoară
sârmă de cupru. Acestea acţionează ca un magnet permanent atunci când trece curent electric
prin fire. Tăria şi polaritatea câmpului magnetic creat de electromagnet sunt reglabile, prin
schimbarea valorii intensităţii curentului electric care străbate sârmele bobinei sau prin
schimbarea direcţiei curentului electric.
Activităţi de investigare
Să presupunem că aveţi la dispoziţie două tije metalice: una este un magnet, iar cealaltă este
făcută din fier. Cu toate acestea, ambele tije par să fie la fel: masa şi aspectul exterior sunt
aceleaşi. Sunteţi într-o cameră fără ferestre, astfel încât nu se poate determina nordul câmpului
magnetic terestru. Nu aveţi nici alte obiecte cu voi. Cum veţi fi capabili să determinaţi care tijă
este magnetul şi care este bara de fier?
(Soluţia aplicaţiei: Să notăm prima tijă cu A şi cea de-a doua tijă cu B. Pentru început se atinge
un capăt al lui A de mijlocul lui B. Dacă rămân lipite, atunci A este magnet şi B este din fier. În
cazul în care nu rămân lipite, atunci B este magnet şi A este din fier.
Cum explicăm: În centrul magnetului câmpul magnetic este foarte mic. Din această cauză, fierul
este atras extrem de puţin de mijlocul magnetului. Pe de altă parte, polii magnetici vor atrage cu
uşurinţă orice parte a tijei din fier.)
Să presupunem că aveţi la dispoziţie trei tije metalice: una este un magnet, cealaltă este făcută
din fier şi ultima din alamă. Cu toate acestea, toate par să fie la fel: masa şi aspectul exterior sunt
aceleaşi. Sunteţi într-o cameră fără ferestre, astfel încât nu se poate determina nordul câmpului
magnetic terestru. Nu aveţi nici alte obiecte cu voi. Cum veţi fi capabili să determinaţi care tijă
este magnetul, care este din fier şi care este din alamă?

(Soluţia aplicaţiei: Să notăm ca şi în primul caz, prima tijă cu A, a două tijă cu B şi cea de-a
treia cu C.
- Pentru început se atinge capătul lui A de mijlocul lui B. Dacă rămân lipite, atunci A este
magnet, B este din fier, iar C este din alamă. În cazul în care nu se lipesc, continuăm.
- Atingem capătul lui A de mijlocul lui C. Dacă rămân lipite, atunci A este magnet, C este
din fier, iar B este din alamă. În cazul în care nu se lipesc, continuăm.
- Atingem capătul lui B de mijlocul lui A. Dacă rămân lipite, atunci B este magnet, A este
din fier, iar C este din alamă. În cazul în care nu se lipesc, continuăm.
- Atingem capătul lui B de mijlocul lui C. Dacă se lipesc, atunci B este magnet, C este din
fier, iar A este din alamă. În cazul în care nu se lipesc, continuăm.
- Atingem capătul lui C de mijlocul lui A. Dacă se lipesc, atunci C este magnet, A este din
fier, iar B este din alamă. În cazul în care nu se lipesc, continuăm.
- În sfârşit, atingem capătul lui C de mijlocul lui B. Dacă se lipesc, atunci C este magnet, B
este din fier, iar A este din alamă.)
Activitatea 1: Cum este magnetizat un magnet?
Activitatea îşi propune evidenţierea modurilor în care pot fi magnetizaţi magneţii permanenţi.
Pentru aceasta este propusă fişa de lucru numărul 1.
Fişa de lucru numărul 1
Modul cum este magnetizat un magnet este la fel de important ca şi forma sa. De exemplu,
un magnet inel poate fi magnetizat cu polul nord în interior şi cu polul sud în exterior, sau cu
polul nord pe o margine şi cu polul sud pe marginea opusă, sau cu polul nord pe partea de sus a
inelului şi cu polul sud pe partea de jos, sau mai multe poli nord şi sud situaţi în jurul marginii
exterioare. In imaginile următoare puteţi analiza aceste tipuri de magnetizări.

Activitatea 2: Cum identificam materialele cu
proprietati magnetice?
Activitatea îşi propune aşadar identificarea materialelor cu proprietăţi magnetice, solicitând
elevului completarea fişelor de lucru numărul doi şi respectiv trei.
Materiale necesare (pentru o grupă de 4-5 elevi):
3-4 magneţi de forme şi dimensiuni diferite;
diverse obiecte precum: ţinte, capse, o bandă de cauciuc, o folie de aluminiu, monezi, o
bucată de sticlă, o bucată de cretă, câteva agrafe de birou, o bucată de carton;

un magnet bară şi o grămăjoară de pilitură de fier
Fişa de lucru numărul 2
Ce au în comun materialele care interacţionează cu magneţii?
Aveţi la dispoziţie 3-4 magneţi de forme şi dimensiuni diferite, câteva ţinte, capse, o bandă de
cauciuc, o folie de aluminiu, monezi, o bucată de sticlă, o bucată de cretă, câteva agrafe de birou
şi o bucată de carton.
Analizaţi comportarea acestor obiecte atunci când se apropie de magneţi, completând tabelul de
mai jos.
descrierea obiectului este atras de magnet nu este atras de magnet
Răspundeţi cerinţelor:
Numiţi şi alte obiecte care credeţi că sunt atrase de magneţi
………………………………………………………………………………………………………
Numiţi şi alte obiecte care credeţi că nu sunt atrase de magneţi
…………………………………………………………………………………………………….
De ce credeţi că unele obiecte sunt atrase de magneţi şi altele nu?
……………………………………………………………………………………………………..
Fişa de lucru numărul 3
Cum arată câmpul magnetic al unui magnet permanent
Desenaţi fiecare magnet pe care l-aţi folosit în cadrul experimentului trecut. Pe desenele
realizate indicaţi locul / locurile unde credeţi că obiectele se lipesc de magneţi.

Folosind magneţi de aceeaşi formă şi aceeaşi dimensiune descrieţi sau desenaţi locul / locurile
unde credeţi că aceştia s-ar lipi unii de alţii şi locul/locurile unde credeţi că aceştia nu s-ar lipi
unii de alţii.
Având la dispoziţie magnetul bară şi pilitura de fier, demonstraţi experimental că magnetul este
mai puternic la capete. Notaţi mai jos ceea ce aţi observat.
Activitatea 3: Cum se comporta polii
magnetici?
Cea de-a treia activitate îşi propune să evidenţieze comportarea polilor magnetici atunci când
doi magneţi se apropie.
Materiale necesare (pentru o grupă):
un magnet bară;
2 ace magnetice;
2 suporţi pentru acele magnetice.

Fişa de lucru numărul 4
Ce sunt polii magnetici şi cum se comportă ei
Aşează acul magnetic pe suportul său. Apropie de acesta polul nord al magnetului bară.
Ce observi? .....................................................................................................................................
Apropie acum de acul magnetic polul sud al magnetului bară.
Ce observi?.......................................................................................................................................
De reţinut!
Ca şi magnetul bară, acul magnetic are la un vârf polul nord şi la celălat vârf polul sud.
Aşează cel de-al doilea ac magnetic în suportul rămas liber. Apropie acum cele două ace
magnetice cu polii nord unul spre celălalt.
Ce observi?.........................................................................................................................................
Apropie acum cele două ace magnetice cu polul nord spre polul sud.
Ce observi?........................................................................................................................................
Notaţi observaţiile voastre experimentale
...........................................................................................................................................................
Activitatea 4: Cum sa realizam un
electromagnet
Activitatea îşi propune realizarea unui electromagnet utilizând materiale uşor de procurat,
pentru a evidenţia faptul că la trecerea curentului electric printr-un fir metalic, în jurul acestuia
apare un câmp magnetic.
Materiale necesare (pentru o grupă):
3 cuie identice;
3 sârme de cupru de dimensiuni diferite;
o baterie de 9 V;
un întrerupător;
agrafe de birou
Fişa de lucru numărul 5
Ce este un electromagnet
Electromagneţii sunt bobine alcătuite, de obicei, dintr-un miez de fier, pe care se înfăşoară
sârmă de cupru. Acestea acţionează ca un magnet permanent atunci când este trece curent
electric prin aceasta.

Pentru a construi un electromagnet trebuie să procedăm în felul următor (vezi figura):
1. Se înfăşoară prima sârmă de cupru (cea cu lungime
mai mică) pe primul cui în sensul acelor de
ceasornic, având grijă ca sârma să cuprindă cuiul în
întregime. Realizaţi pe acest cui 5 astfel de
înfăşurări;
2. Se înfăşoară cea de-a doua sârmă de cupru pe cel
de-al doilea cui, procedând la fel ca şi în primul
caz. Realizaţi pe acest cui 10 înfăşurări;
3. Se înfăşoară ultima sârmă pe ultimul cui. Realizaţi
pe acest cui 15 înfăşurări;
4. Legaţi primul electromagnet la bateria de 9 V şi
apropiaţi acum de acesta câteva agrafe de birou.
Număraţi agrafele de birou care rămân prinse de acesta şi notaţi numărul lor în tabel;
5. Procedaţi în acelaşi mod şi cu ceilalţi doi electromagneţi şi completaţi tabelul de mai jos.
numărul de înfăşurări ale
electromagnetului
numărul de agrafe prinse de
electromagnet
concluzia observaţiilor
experimentale
Activitatea 5: Ce factori pot influenta campul
magnetic al unui magnet permanent
Activitatea îşi propune evidenţierea modului în care câmpul magnetic al unui magnet
permanent este influenţat de temperatură (fişa de lucru numărul 6) şi de mediul în care câmpul
magnetic se propagă (fişa de lucru numărul 7).
Materiale necesare (pentru o grupă):
un magnet circular/un magnet în formă de potcoavă;
un vas cu apă rece aflată la temperatura de 0 grade celsius (amestec de apă cu gheaţă);
un vas cu apă călduţă aflată la temperatura de 50 de grade celsius;
un vas cu apă fierbinte aflată la temperatura de 100 de grade celsius;
un termometru;
o sticlă de plastic de 1 l;
o bucată de sfoară, un creion;
un vas cu pilitură de fier, agrafe de birou.

Fişa de lucru numărul 6
Cum depinde câmpul magnetic al unui magnet permanent de temperatură
Câmpul magnetic al unui magnet permanent depinde de temperatură. Pentru a evidenţia acest
lucru puteţi realiza următorul experiment.
Puneţi magnetul (15 minute) în vasul în care se află amestecul de
apă cu gheaţă. Determinaţi temperatura amestecului şi notaţi-o în
tabel.
Apropiaţi apoi magnetul de vasul în care aveţi pilitură de fier.
Observaţi şi estimaţi cantitatea de pilitură de fier atrasă de magnet.
Puneţi magnetul (15 minute) în vasul cu apă călduţă. Determinaţi
temperatura apei şi notaţi-o în tabel.
Apropiaţi apoi magnetul de vasul în care aveţi pilitură de fier.
Observaţi şi estimaţi cantitatea de pilitură de fier atrasă de magnet.
Puneţi magnetul (15 minute) în vasul cu apă fierbinte. Determinaţi
temperatura apei şi notaţi-o în tabel.
Apropiaţi magnetul de vasul cu pilitură de fier. Observaţi şi estimaţi
cantitatea de pilitură atrasă de magnet.
temperatura apei ( C) cantitatea aproximativă de pilitură de fier
atrasă de magnet
Cum depinde câmpul magnetic al unui magnet permanent de temperatură?
………………………………………………………………………………………………………

Fişa de lucru numărul 7
Apa şi câmpul magnetic
Ştim deja câte ceva despre apă şi despre magnetism. Este momentul să aflăm cum se comportă
aceste două elemente împreună.
Pentru aceasta turnăm apa din unul din vase în sticla de
plastic, încercând să realizăm dispozitivul din imagine;
Legăm la un capăt al sforii magnetul în formă de potcoavă
şi la celălalt capăt prindem sfoara de creion;
Introducem magnetul în vasul cu apă, având grijă să se afle
în întregime în apă;
Apropiem agrafele de birou de vasul cu apă, pentru a
verifica dacă mai sunt atrase de magnet.
Depinde câmpul magnetic al magnetului de apa din vas? Cum explicaţi acest lucru?
...........................................................................................................................................................