Nam châm là gì? Nguồn gốc, đặc điểm và ứng dụng của nam châm trong đời sống hiện nay

Nam châm là một sản phẩm không còn xa lạ với những khách hàng hiện nay. Nam châm có nhiều ứng dụng không chỉ trong nhiều lĩnh vực mà còn trong cuộc sống

Nam châm vĩnh cửu là gì? Đặc điểm, ứng dụng và cách tạo ra nam châm vĩnh cửu

Nam châm là gì?

Nam châm là một nguồn từ có hai cực: Bắc và Nam, và một  từ trường tạo từ các đường từ đi từ cực Bắc (N) đến cực Nam (S).

Sự tương tác của các cực từ cũng giống như tương tác giữa các điện tử: các cực cùng loại đẩy nhau và các cực khác loại hút nhau.

Tuy nhiên, có một sự khác nhau cơ bản giữa cực từ và điện tử là các cực từ bao giờ cũng xuất hiện thành từng cặp có cùng cường độ và khác loại. Nếu bẻ gãy một đầu cực của nó thì phần còn lại vẫn là một thanh nam châm với đầy đủ hai cực => Ta không thể tách cực Bắc và cực Nam của một thanh nam châm ra khỏi nhau cho dù thanh nam châm đã trở nên vô cùng nhỏ.

Trong cuộc sống hằng ngày, có thể nhận ra nam châm là các vật có khả năng hút và đẩy vật bằng sắt hay thép non. Trong từ học, nam châm là một vật có khả năng sinh một lực dùng để hút hay đẩy một từ vật hay một vật có độ cảm từ cao khi nằm gần nam châm. Lực phát sinh từ nam châm gọi là từ lực.

Nguồn gốc Nam Châm

Nam châm được cho là bắt nguồn từ thời Hy Lạp cổ đại, vào khoảng 600 năm Trước Công Nguyên. Trong suốt thời Trung Cổ chúng được gọi là đá nam châm để chỉ hòn đá hút các vật liệu bằng sắt và một vài kim loại khác. Hiện nay nam châm có rất nhiều hình dạng khác nhau bao gồm cả đĩa, nhẫn, khối, chữ nhật, vòng cung, thanh,… Chúng được làm ra các vật liệu như gốm (strontium ferrite), alnico (nhôm, niken, và coban), đất hiếm (samari coban và neodymium) và, vật liệu giống cao su linh hoạt.

Với phát hiện này, con người đã tạo ra la bàn chỉ đường. Dù ở bất kỳ đâu, đặt theo hướng nào thì la bàn luôn chỉ theo hướng Bắc Nam nhờ tác động lực từ trường của nam châm và Trái Đất. Nhờ đó mà con người có những cuộc hành trình vĩ đại trong lịch sử và tìm ra những châu lục mới.

Mỗi nam châm đều có 2 cực là cực Bắc và cực Nam. Chúng hoạt động theo nguyên tắc cùng cực thì đẩy, khác cực thì hút. Ngày nay, con người không chỉ dùng nam châm để làm la bàn hay một vài ứng dụng đơn thuần như trước đây. Nam châm hiện đại được cải tiến để góp mặt trong các nhà máy sản xuất, chế biến, trong y học, trong các thiết bị điện tử,…

Nam châm có những loại nào?

1) Nam châm điện :

• Ai phát minh ra nam châm điện?

Nam châm điện lần đầu tiên được phát minh bởi nhà điện học người Anh William Sturgeon (1783-1850) vào năm 1825. Nam châm điện của Sturgeon là một lõi sắt non hình móng ngựa có một số vòng dây điện cuốn quanh. Khi cho dòng điện sinh ra bởi một pin nhỏ chạy qua, lõi sắt bị từ hóa và cảm ứng từ sinh ra đủ mạnh để hút lên được một hộp sắt nặng 7 ounce. Khi ngắt dòng điện, từ trường của lõi cũng biến mất

• Nam châm điện cấu tạo như thế nào ?

Nam châm điện gồm hai phần là cuộn dây tạo từ trường và lõi dẫn (khuếch đại) từ. Nam châm điện là một dụng cụ tạo từ trường hay một nguồn sản sinh từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh ra bởi cuộn dây có dòng điện lớn chạy qua. Cảm ứng từ của nam châm điện được dẫn và tạo thành lớn nhờ việc sử dụng một lõi dẫn từ làm bằng vật liệu từ mềm có độ từ thẩm lớn và cảm ứng từ bão hòa cao. Khác với nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ cố định, nam châm điện có cảm ứng từ có thể thay đổi được nhờ việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây.

2) Nam châm vĩnh cửu:

Nam châm vĩnh cửu là gì ? Nam châm vĩnh cửu là các vật được cấu tạo từ các vật liệu từ cứng có khả năng giữ từ tính không bị mất

Ứng dụng của nam châm thường gặp trong đời sống

Nam châm có những ứng dụng rất đa dạng trong cuộc sống mà bạn thường gặp từ các thiết bị máy móc trong công nghiệp đến những thiết bị nhỏ bé trong đời sống hàng ngày (loa, thiết bị âm thanh, thiết bị nhà bếp, thiết bị chống trộm, đồ chơi trẻ em,…). Sau đây chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn những ứng dụng thường gặp của nam châm.

1. Nam châm chính là một la bàn. Trái đất cũng chính là một nam châm lớn chính vì thế mà các nam châm luôn chỉ hướng Bắc tại mọi thời điểm. La bàn từ nam châm giúp những người khám phá xác định được phương hướng.

2. Nam châm điện được ứng dụng trong thiết bị báo động chống trộm bằng cách sử dụng thiết bị chuyển mạch liên kết với nhau bên trong hệ thống báo động. Các thiết bị này phát hiện những thay đổi trong từ trường gây ra bởi những kẻ xâm nhập và âm thanh báo động để cảnh báo cho chủ nhà.

3. Nam châm cũng là một công cụ thiết yếu trong các lĩnh vực y tế. Máy MRI sử dụng từ trường để soi các nguyên tử của cơ thể con người. Điều này giúp các bác sĩ phát hiện các tế bào ung thư và các bệnh khác trong cơ thể.

4. Trong lĩnh vực điện tử, chúng có mặt ở nhiều thiết bị. Chúng ta có thể hình dung rõ ràng ở ví dụ một loa phóng thanh. Khi âm thanh vào loa, các cuộn dây bên trong nó tạo ra một từ trường xoay chiều. Điều này làm loa rung động, tạo ra âm thanh tăng dần.

5. Nam châm cũng rất hữu ích để lưu trữ và thu thập thông tin. Trong quá khứ, phương tiện truyền thông đã được lưu trữ trên các hồ sơ, và băng cassette. Tính đến năm 2014, trên thế giới đã có các máy tính giải mã mã từ để đọc.

6. Nam châm còn được sử dụng rộng rãi trong các động cơ điện. Chúng hoạt động theo nguyên lý sau: Điện chảy qua một số cuộn dây quấn quanh một mẩu kim loại nhỏ. Nam châm vĩnh cửu được cố định gần rotor, sức mạnh từ trường có được thông qua kim loại tiếp xúc với các đầu của dây như quay cánh quạt. Bạn có thể tìm thấy chúng trong động cơ điện cực kỳ mạnh mẽ của những chiếc ô tô.

Nam châm được con người sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Với lực từ trường cực mạnh, nam châm được điều chỉnh linh hoạt để tạo thành các thiết bị hữu dụng phục vụ đời sống con người.