Nam châm điện là một vật được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của con người. Song rất ít ai trong chúng ta có thể trả lời chính xác câu hỏi nam châm điện là gì? Trong bài viết này chúng tôi sẽ giúp các bạn hiểu rõ về nam châm điện và cách để tạo ra một nam châm điện.

1. Nam châm điện là gì?

Nam châm điện là khái niệm được sử dụng để chỉ một dụng cụ có khả năng tạo ra từ trường hay là một nguồn sản sinh ra từ trường. Nó hoạt động bằng từ trường được sinh ra bởi cuộn dây (cuộn cảm) khi có dòng điện lớn đi xuyên qua.

Nam châm điện là gì, nam châm điện có tác dụng gì
Nam châm điện là gì, nam châm điện có tác dụng gì

Nam châm điện có cấu tạo gồm hai phần đó là cuộn dây để tạo ra từ trường và và lõi dẫn (khuếch đại) từ. Cảm ứng từ của nam châm được dẫn và được tạo ra nhờ việc sử dụng lõi dẫn từ được làm bằng vật liệu từ mềm với đặc tính là sở hữu độ từ thẩm lớn và có cảm ứng từ bão hòa cao. 

Cảm ứng từ do nam châm điện tạo ra có thể thay đổi chứ không mang tính cố định như nam châm vĩnh cửu. Đồng thời nam châm điện có hệ số nhiệt độ tốt nhất trong tất cả các loại nam châm, nó được xem là sự lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng nhiệt độ. 

Bằng cách kiểm soát sức mạnh của dòng điện, nam châm điện có thể thay đổi từ trường một cách nhanh chóng với một phạm vi rộng của các giá trị, đây cũng là ưu điểm lớn nhất của nam châm điện. Song cần phải có một nguồn cung cấp năng lượng điện ổn định, đặc biệt là khi được áp dụng trong các hoạt động của lĩnh vực phẫu thuật.

2. Nguyên lý hoạt động của nam châm điện

Khi chúng ta tiến hành mắc một dây điện đã được cuốn thành nhiều vòng với một nguồn điện, trong các vòng quấn dòng điện sản sinh ra một điện trường E. Trong quá trình dòng điện đi qua các vòng quấn, điện trường tại các vòng quấn sẽ biến đổi và sản sinh ra một từ trường B vuông góc với điện trường E.

Từ trường được cuộn dây sản sinh ra cũng giống với từ trường của một nam châm. Nó cũng thực hiện hút hoặc đẩy một từ vật nằm trong phạm vi từ trường của cuộn dây. Từ trường của cuộn dây sẽ biến mất khi không có nguồn điện đi qua cuộn dây. Lúc này cuộn dây sẽ không thể đẩy hoặc hút từ vật. 

Như vậy, chúng ta có thể thấy khi nào cuộn dây có dòng điện chạy qua nó sẽ biến thành một nam châm điện. 

3. Chi tiết cấu tạo và chức năng từng bộ phận của nam châm điện

Một nam châm điện sẽ được cấu tạo bởi ba yếu tố chính đó là: Lõi sắt, cuộn dây và dòng điện. Cụ thể như sau:

  • Cuộn dây: Cuộn dây được tạo thành bởi nhiều vòng cuốn của dây dẫn điện. Thông thường dây dẫn được sử dụng là dây đồng có kích thước nhỏ.
Cách lam tăng lực từ của nam châm điện
Cấu tạo của nam châm điện
  • Lõi sắt: Lõi sắt hoặc lõi thép đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong nam châm điện. Nó đảm nhận nhiệm vụ tích tụ và khuếch đại từ trường có trong cuộn dây dẫn có dòng điện chạy qua. (đây chính là câu trả lời cho câu hỏi lõi sắt trong nam châm điện có tác dụng gì?).
  • Dòng điện: Dòng điện đóng một vai trò quan trọng, là điều kiện cần để khiến cuộn dây sản sinh ra từ trường.

4. Cách làm tăng lực từ của nam châm điện

Để biết được cách tăng lực từ của nam châm điện trước tiên chúng ta cần biết được lực từ của nam châm điện phụ thuộc vào những yếu tố nào? Từ trường của cuộn dây phụ thuộc vào hai yếu tố đó là dòng điện trong cuộn dây và số từ cảm của cuộn dây. Trong đó, số từ cảm của cuộn dây có tỉ lệ nghịch với diện tích của cuộn dây và tỉ lệ thuận với số vòng quấn của cuộn dây đó.

Như vậy, chúng ta có hai cách để tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên từ một vật đó là: 

  • Tăng cường độ dòng điện đi qua các vòng dây 
  • Tăng số vòng dây cuốn

5. Các loại nam châm điện

Hiện nay nam châm điện được chia làm hai loại theo dòng điện đó là nam châm điện 1 chiều và nam châm điện xoay chiều.

Nam châm điện có tác dụng gì
Nam châm điện 1 chiều và xoay chiều
  • Nam châm điện một chiều được hình thành bởi cuộn dây điện có nguồn cấp một chiều. Nam châm điện này sản sinh ra điện từ có cường độ không bị phụ thuộc bởi mạch từ. Trong quá trình vận hành nó không gây ra tiếng động. 
  • Nam châm điện xoay chiều là loại nam châm thường được sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp để nâng đỡ những vật có khối lượng lớn. Song, trong quá trình vận hành, loại nam châm này thường sinh ra độ rung lớn. Để khắc phục điều này trong quá trình sử dụng nam châm điện xoay chiều cần có một hệ thống chống rung đi kèm.

>>> Tìm hiểu thêm: dòng điện xoay chiều là gì, cách tạo ra dòng điện xoay chiều

6. Hướng dẫn cách làm nam châm điện 

Cách làm nam châm điện vô cùng đơn giản. Các bạn hoàn toàn có thể tự chế nam châm điện ngay tại nhà. Sau đây chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn chi tiết cách thực hiện.

Các vật lệu cần chuẩn bị để tạo một nam châm điện bao gồm:

  • 01 cuộn dây đồng.
  • 01 đinh ốc dài
  • 01 pin đại
  • Băng keo dán điện, kéo, kim băng

Các bước tự làm nam châm điện tại nhà

Cách làm nam châm điện
Cách làm nam châm điện

Để tự tạo một nam châm điện các bạn các bạn chỉ cần thực hiện các bước như sau:

  • Bước 1: Ở bước này các bạn tiến hành tạo một lớp cách điện bên ngoài con ốc dài được dùng làm lõi nam châm điện bằng cách dán kín băng keo cách điện ở phần giữa của ốc và để chừa lại hai đầu ốc.
  • Bước 2: Sau đó các bạn tiến hành tách vỏ bên ngoài của 2 đầu dây đồng => Thực hiện quấn dây đồng thành các vòng xung quanh con ốc. Các bạn tiến hành quấn làm sao cho các vòng dây càng khít, càng chặt thì càng tốt.
  • Bước 3: Các bạn tiến hành đấu hai đầu của dây đồng với hai đầu cực dương, âm của cục pin đại là được.

Sau khi thực hiện xong các bước trên là các bạn đã hoàn thành việc chế tạo nam châm điện. Để thử nghiệm từ trường các bạn dùng kim băng đưa đến gần hai đâu ốc và quan sát hiện tượng.

7. Ứng dụng của nam châm điện trong thực tế đời sống

Trong thực tế đời sống, nam châm điện được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tại các nhà máy, xí nghiệp, các cơ sở y tế và cả trong các vật dụng dân dụng.

  • Tại các nhà máy, xí nghiệp: Nam châm điện được ứng dụng trong việc nâng các vật bằng kim loại có khổi lượng lớn. 
  • Tại các cơ sở ý tế: Trong y học nam châm điện được ứng dụng trong công nghệ chuẩn đoán bệnh MRI. Đây là kỹ thuật chụp cộng hưởng từ cho phép các bác sĩ có thể quan sát được các vùng bị bệnh bên trong của bệnh nhân mà không cần tiến hành phẫu thuật.
  • Trong sản xuất: Ứng dụng để chế tạo động cơ điện, bộ cảm biến, xe bán tải điện, loa phóng thanh, lò vi sóng, … 
  • Ứng dụng trong lĩnh vực giao thông vận tải: Nam châm điện được ứng dụng trong tàu điện ngầm, giúp cho tàu chạy nhanh hơn.

Trên đây là toàn bộ những thông tin chúng tôi muốn chia sẻ với các bạn về nam châm điện. Hy vọng qua bài viết các bạn đã hiểu được nam châm điện là gì? cùng những ứng dụng và cách chế tạo nó.

>> Xem thêm: Vật dẫn điện là gì, dòng diện trong kim loại là gì

Nguồn điện là gì, tác dụng của nguồn điện

Công suất tiêu thụ là gì, công thức công suất tiêu thụ

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here