Nam châm là gì? Ứng dụng của nam châm trong cuộc sống

Nam châm là gì? Nam châm được làm từ gì và có ứng dụng gì trong cuộc sống? Nếu bạn đang muốn tìm hiểu về nam châm thì hãy tham khảo ngay bài viết sau đây của Xây dựng Tiên Phong nhé.

Nam châm là gì?
Nam châm là gì?

Nam châm là gì?

Theo nhiều nguồn thông tin, vào những năm 800 trước công nguyên, người Hy Lạp cổ đại đã phát hiện ra một loại đá lạ có màu đen. Thales – một người của thành Mietus đã viết về đặc tính hút kim loại của phiến đá lạ lùng này. Tuy nhiên người Hy Lạp vẫn chưa tìm hiểu được nhiều về các tính chất của chúng.

Khoảng 300 năm sau, người Trung Quốc đã khám phá ra nam châm có khả năng hướng về phương bắc. Vùng đất đầu tiên mà người ta phát hiện thấy đá loại này là tại Magnesi nên đã lấy tên Magnetite để đặt cho chúng và bất kì thứ gì mang đặc tính giống chúng (Magnet – nam châm).

Các nhà khoa học đã đưa ra định nghĩa để giải thích nam châm là gì như sau: Nam châm là nguồn từ gồm hai cực, cực bắc và cực nam, cùng với đó là một từ trường tạo ra bởi các đường từ chạy từ cực bắc tới cực nam của nam châm.Sự tương tác giữa các cực nam châm cũng tương tự như các điện tử tương tác với nhau: khi hai cực cùng loại tiến lại gần, ta sẽ thấy chúng đẩy nhau ra và hai cực cùng loại sẽ hút nhau.

Có rất nhiều người đang thắc mắc nam châm là gì
Có rất nhiều người đang thắc mắc nam châm là gì

Điểm khác biệt cơ bản giữa điện tử và cực từ là cực từ lúc nào cũng tồn tại thành cặp hai cực khác loại với cường độ như nhau. Nếu ta bẻ gãy một nam châm thành hai phần, mỗi phần này sẽ lại tạo thành một nam châm có hai cực đầy đủ. Chúng ta không có cách nào tách rời hai cực của nam châm cho dù kích thước của chúng bị chia nhỏ đến mức nào.

Trong đời sống, chúng ta có thể nhận biết nam châm dựa vào khả năng đẩy và hút các vật bằng thép non hoặc sắt. Chúng có khả năng tạo ra lực hút hoặc đẩy một vật có từ tính hay có độ cảm từ cao nằm gần húng. Lực tạo ra từ vật liệu này được gọi là lực từ. Như vậy, chúng ta đã xác định được nam châm là gì? Còn việc tạo ra nam châm như thế nào, nam châm được làm từ gì? Bạn đã bao giờ thắc mắc chưa?

Nam châm có khả năng hút hoặc đẩy các vật có từ tính
Nam châm có khả năng hút hoặc đẩy các vật có từ tính

Nam châm được làm từ gì? Các loại nam châm phổ biến hiện nay

Câu hỏi “nam châm là gì?” đã được giải đáp phía trên. Trong phần này, hãy cùng Xây dựng Tiên Phong tìm hiểu xem nam châm được làm từ gì nhé. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các loại nam châm ngày nay rất đa dạng, mỗi loại lại được tạo ra từ các thành phần và cách làm khác nhau. Sau đây là một số loại nam châm được sử dụng phổ biến cũng như thành phần cấu tạo của chúng. Mời bạn đọc tham khảo.

Nam châm vĩnh cửu

Loại nam châm phổ biến đầu tiên và quen thuộc nhất đó là nam châm vĩnh cửu. Chúng được ứng dụng khá rộng rãi trong đời sống của chúng ta hiện nay. Nam châm vĩnh cửu là tinh thể khoáng chất sắt ferit và có magnetite trong thành phần. Từ tính của chúng hình thành từ hiệu ứng từ trường trái đất.

Nam châm vĩnh cửu được làm từ các vật liệu từ hóa, tạo ra từ trường mạnh mẽ và liên tục. Từ trường này tuy không thể nhìn thấy nhưng lại có nhiều đặc điểm đáng chú ý: Hút các vật liệu có từ tính khác như coban, niken, sắt, một số khoáng chất thiên nhiên (đá nam châm), một số loại hợp kim của đất hiếm, hút hoặc đẩy các nam châm khác.

Nam châm vĩnh cửu là loại nam châm khá quen thuộc đối với nhiều người
Nam châm vĩnh cửu là loại nam châm khá quen thuộc đối với nhiều người

Chúng ta có thể sản xuất được nam châm vĩnh cửu bằng vật liệu sắt từ (bao gồm ferrite và alcino). Quá trình sản xuất sử dụng một từ trường cực kì mạnh khiến cho từ lực của chúng rất khó mất đi. Dòng sản phẩm này thường được sản xuất theo hình chữ U nhằm rút ngắn khoảng cách giữa hai cực, nhờ vậy tăng độ mạnh của từ trường, giúp chúng có thể hút một miếng sắt to và nặng hơn. Nam châm vĩnh cửu còn được phân chia thành nhiều loại dựa theo thành phần cấu tạo như sau:

  • Oxit sắt: Hay đá nam châm, đây là nam châm đầu tiên được con người sử dụng. chúng có sẵn trong tự nhiên, không cần sản xuất chế tạo nhưng không còn được sử dụng nữa do từ tính kém hơn rất nhiều so với các nam châm hiện nay.
  • Thép cacbon: Loại nam châm này được dùng nhiều từ thế kỉ 18 tới giữa thế kỉ 20. Từ tính của chúng của chúng dễ bị mất do lực từ kháng thấp. hiện nay, nam châm loại này gần như không còn được dùng nữa.
  • Nam châm Al-Ni-Co: Là nam châm được làm từ hợp kim nhôm, niken và coban cùng các phụ gia như titan, đồng,… Thị phần của chúng trên thị trường hiện nay không nhiều do giá thành khá cao nhưng lực từ kháng lại không lớn.
  • Ferrite từ cứng: Là nam châm vĩnh cửu làm từ ferit từ cứng như ferit Sr, Ba,… Hiện nay, sản phẩm này đang chiếm đến hơn một nửa thị phần do giá thành rẻ, độ bền cao và dễ gia công, chế tạo.
  • Nam châm đất hiếm: Là dòng nam châm vĩnh cửu được chế tạo từ hợp kim của kim loại chuyển tiếp và kim loại đất hiếm. Sản phẩm này bao gồm 3 loại phổ biến là nam châm tổ hợp nano, nam châm NdFeB và nam châm chịu nhiệt SmCo.
Có rất nhiều loại nam châm vĩnh cửu 
Có rất nhiều loại nam châm vĩnh cửu

Nam châm điện

Nam châm điện được phát minh bởi nhà khoa học William Sturgeon vào năm 1825. Ông đã sử dụng các vòng dây điện quấn quanh một lõi sắt non có hình móng ngựa và cho dòng điện chạy qua, dòng điện này được tạo ra bởi một quả pin nhỏ. Nhờ vậy, lõi sắt được từ hóa, cảm ứng từ tạo ra có lực hút đủ mạnh để nâng một hộp sắt có khối lượng 7 ounce. Sau khi ngắt nguồn điện, từ trường này cũng biến mất.

Ngày nay, nam châm điện đã được cải tiến nhiều tuy nhiên cấu tạo của chúng thì vẫn bao gồm hai phần đó là lõi dẫn từ (khuếch đại từ) và dây tạo ra từ trường. Đây là một nguồn sản sinh từ trường hay một loại dụng cụ tạo ra từ trường, hoạt động của nó dựa vào từ trường tạo ra bởi các vòng dây có dòng điện chạy qua.

Cảm ứng từ của thiết bị này được tạo thành và dẫn nhờ vào việc dùng một lõi dẫn từ được làm bằng chất liệu mềm với cảm ứng từ bão hòa lớn và độ từ thẩm cao. Cảm ứng từ của nam châm điện có thể thay đổi bằng việc điều chỉnh dòng điện chạy trong cuộn dây chứ không cố định như nam châm vĩnh cửu.

Nam châm điện hoạt động dựa vào dòng điện khuếch đại từ
Nam châm điện hoạt động dựa vào dòng điện khuếch đại từ

Ứng dụng của nam châm trong đời sống

Khi đã hiểu nam châm là gì thì việc nắm được các ứng dụng của nam châm cũng là điều mà bạn không nên bỏ qua, chúng sẽ giúp cuộc sống của bạn tiện ích hơn thấy rõ đó nha. Rất nhiều các vật dụng chúng ta đang dùng có cấu tạo một số bộ phận từ nam châm. Sau đây là các ứng dụng phổ biến của nam châm trong cuộc sống.

  • Sử dụng trong loa điện

Loa điện sử dụng khả năng khuếch tán âm của nam châm nhằm phát ra các âm thanh. Sở dĩ nam châm có khả năng này là do từ tính tác động tới các vòng dây có dòng điện đi qua. Hiện nay, loa điện thường được sử dụng tại các trạm phát thanh hoặc loa thông báo của chung cư, trung tâm thương mại,…

  • Sử dụng trong chuông báo động

Cũng tương tự như loa điện, nam châm được sử dụng rất nhiều trong việc chế tạo chuông báo động. Loại chuông này được lắp đặt rộng rãi tại các trường học, bệnh viện, khu chung cư, trung tâm thương mại, bến xe,…

Bên cạnh đó, chúng còn là một phần của hệ thống an ninh. Cấu tạo chuông báo động gồm một thanh sắt kết nối vào mạch điện. Trường hợp có người cố mở cửa thì mạch điện thứ nhất sẽ bị ngắt khiến từ trường của nam châm mất đi và thanh sắt sẽ rơi xuống. Tiếp đó, mạch điện thứ hai sẽ đóng lại làm chuông kêu lên.

  • Dùng trong việc chế tạo động cơ

Đối với lĩnh vực chế tạo động cơ, vai trò của nam châm cực kì quan trọng. Chúng góp mặt trong phần lớn các động cơ xe máy điện, xe máy, ô tô, cảm biến, tuabin gió, máy lọc rác, máy phát điện,…các nam châm sử dụng trong ngành này đòi hỏi có khả năng chịu nhiệt độ cao vì phải liên tục hoạt động trong nhiều giờ liền.

Nam châm được sử dụng để sản xuất la bàn 
Nam châm được sử dụng để sản xuất la bàn
  • Sử dụng trong sản xuất đồ chơi

Đồ chơi ghép hình, ráp gỗ, đồ chơi xếp hình bi thông minh,… là các loại đồ chơi thường ứng dụng nam châm nhiều nhất. Đồ chơi xếp hình bi thông minh được rất nhiều người mua cho trẻ nhỏ chơi nhằm kích thích tư duy sáng tạo. Nhưng trước khi mua các đồ chơi làm từ nam châm, bạn cũng cần tìm hiểu kĩ để tránh làm ảnh hưởng tới trẻ.

  • Ứng dụng trong y học

Trong một số ca phẫu thuật lấy dị vật là những mạt sắt kích thước nhỏ rơi vào mắt người bệnh, nam châm có thể được sử dụng để quá trình lấy dị vật được hiệu quả và an toàn hơn. Nhờ tính năng hút kim loại của mình, nó có thể dễ dàng dịch chuyển các mạt sắt và đưa chúng ra ngoài, hạn chế tối đa các thương tổn cho mắt. Ngoài ra, dòng vật liệu trên còn được dùng trong trị liệu chứng viêm khớp, giúp cải thiện tuần hoàn máu,…

Sau khi tham khảo các thông tin trên, chắc hẳn các bạn đã hiểu rõ nam châm là gì, nam châm làm từ gì cũng như các ứng dụng của nam châm trong đời sống rồi đúng không nào. Hy vọng bài viết này của xây dựng tiên phong sẽ hữu ích đối với bạn. Cảm ơn bạn đã quan tâm theo dõi.

[lienhe]