Nam châm là một vật dụng được sử dụng khá phổ biến, có tính ứng dụng cao trong cuộc sống. Cách tạo ra một nam châm điện cũng vô cùng đơn giản với những vật dụng dễ kiếm. Hãy cùng namchamvina.com tìm hiểu về cách làm một nam châm điện đơn giản tại nhà nhé!
Nam châm điện là gì?
Từ xa xưa, người Hy Lạp cổ đại đã tìm ra được một loại đá kì lạ có khả năng hút sắt. Sau đó khoảng 300 năm người Trung Quốc đã chế tạo ra được những cái la bàn đầu tiên dựa vào đặc tính của loại đá này. Người ta gọi đó là nam châm.
Cấu tạo của nam châm gồm hai cực Nam, Bắc. Hai cực của nam châm với những đường từ chạy từ hai cực tạo ra từ trường. Trong phạm vi từ trường, nam châm có thể hút những vật có cảm ứng từ cao như sắt hoặc niken.
Đặc tính này của nam châm có tính ứng dụng rất lớn vào việc chế xuất thiết bị, dụng cụ ứng dụng cho cuộc sống. Tuy nhiên, từ trường trong nam châm tự nhiên khá yếu. Từ trường trong nam châm vĩnh cửu có tính cố định gây ra rất nhiều hạn chế trong sản xuất. Chính vì vậy, nam châm điện ra đời, đáp ứng những biến thiên về từ trường cần có.
Nam châm điện thực chất là một dụng cụ tạo ra từ trường. Bằng cách sử dụng lõi sắt khuếch đại, dây dẫn và dòng điện, chúng tạo ra được từ trường riêng và có những đặc tính giống như nam châm vĩnh cửu. Nhưng khác với nam châm vĩnh cửu, cảm ứng từ của nam châm điện có thể thay đổi được bằng cách thay đổi dòng điện chạy ra cuộn dây.
Đặc điểm cấu tạo của nam châm điện
Cấu tạo dựa trên 3 yếu tố chính đó là: cuộn dây, lõi sắt và dòng điện. Trong đó:
- Cuộn dây đóng vai trò như vật dẫn tạo từ trường
- Lõi sắt đóng vai trò tích tụ và khuếch đại từ trường
- Dòng điện chạy qua cuộn dây, kết hợp với các vòng xoắn cuộn dây tạo ra từ trường. Chỉ khi có dòng điện đi qua, nam châm điện mới có từ tính.
Dựa theo vai trò và công dụng của các bộ phận trong nam châm, namchamvina.com khuyên bạn nên sử dụng dây đồng làm dây dẫn. Sợi dây đồng càng nhỏ, càng dài thì việc dẫn, tạo từ trường càng tốt. Lõi dẫn nên sử dụng lõi dẫn có cảm ứng từ tốt, có độ từ thẩm lớn và cảm ứng bão hòa cao. Sắt là một vật liệu thích hợp để làm lõi dẫn.
Cách tạo ra một nam châm điện
Có hai loại nam châm điện được ứng dụng phổ biến hiện nay, đó là loại nam châm điện một chiều và nam châm điện xoay chiều.
- Nam châm điện một chiều được cấu tạo từ cuộn dây điện có nguồn cấp một chiều. Điện từ được sinh ra từ loại nam châm này có cường độ, không bị phụ thuộc bởi mạch từ. Khi vận hành êm, không gây ra tiếng động.
- Nam châm điện xoay chiều thường được ứng dụng trong nhà máy, xí nghiệp để nâng đỡ vật có khối lượng lớn. Khi vận hành, loại nam châm này thường tạo ra độ rung lớn do đó cần thiết kế hệ thống chống rung đi kèm.
Để tạo ra nam châm điện vô cùng đơn giản. Bạn có thể thực hiện ngay tại nhà cùng các vật liệu dễ kiếm.
Chuẩn bị
- 01 cuộn dây đồng.
- 01 đinh ốc dài
- 01 hòn pin đại
- Băng keo dán điện, kéo, kim băng
Cách thực hiện
Để tạo ra một nam châm điện, bạn thực hiện theo từng bước như hướng dẫn dưới đây:
- Sử dụng băng dán cách điện dán xung quanh con ốc được dùng làm lõi. Chừa hai đầu ốc không dán.
- Đầu tiên dùng dao tách lớp mạ bên ngoài sợi dây đồng. Sau đó, quấn dây đồng thành từng vòng xung quanh chiếc đinh sao cho các vòng càng khít, càng chặt càng tốt.
- Dán hai đầu của dây đồng vào hai đầu cực dương, âm của cục pin đã được chuẩn bị trước.
Hoàn thành những bước trên là bạn đã có một nam châm điện. Bây giờ, hãy cho hai đầu đinh ốc đến gần kim băng hoặc một vật dụng kim loại bất kì. Lúc này con ốc đã trở thành một nam châm điện nhờ nguồn điện chạy qua cuộn dây đồng nên có thể hút kim băng.
Lưu ý khi thực hiện
Trong quá trình chế tạo nam châm điện, bạn có thể thay đổi cường độ dòng điện bằng cách tăng số vòng dây cuốn quanh hoặc lựa chọn sợi dây đồng lõi nhỏ để sử dụng.
Ứng dụng của nam châm điện trong cuộc sống
Trong cuộc sống, nam châm điện được ứng dụng khá rộng rãi. Trong các nhà máy, xí nghiệp, trong các cơ sở y tế hay thậm chí trong các vật dụng quen thuộc trong gia đình.
- Trong nhà máy, xí nghiệp: nam châm điện được sử dụng để nâng các vật bằng kim loại có khổi lượng lớn…
- Trong cơ sở ý tế: được sử dụng để sản xuất máy móc hay thậm chí ứng dụng trực tiếp vào y học.
- Trong sản xuất: ứng dụng để làm các động cơ máy móc, động cơ điện, máy phát điện để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học hoặc ngược lại….
Để tạo ra được một nam châm điện không khó. Bạn hoàn toàn có thể dễ dàng thực hiện mà không tốn quá nhiều thời gian. Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về nam châm hay cần tìm mua các loại nam châm, hãy truy cập trang web //namchamvina.com để được tư vấn chi tiết. Tại đây chúng tôi bán nhiều sản phẩm về nam châm và các loại công nghệ liên quan đến nam châm và từ tính.
Xem thêm:
- Nam châm là gì
- Các ứng dụng thú vị của nam châm trong cuộc sống
Tính chất của nam châm:
- Hút được sắt
- Nam châm luôn có hai cực [cực bắc N và cực nam S]
- Hai nam châm đặt gần nhau có cùng cực thì đẩy nhau, khác cực thì hút nhau.
Nguồn gốc của nam châm có từ rất lâu, trong các sách cổ hy lạp có ghi lại vềviệc tìm ra một hòn đá lạ mầu đen có thể hút được sắt và Trung Quốc là đất nước đầu tiên ứng dụng nam châm chế tạo la bàn để xác định phương hướng.
Trong tự nhiên một loại khoáng vật có khả năng hút được sắt được gọi là Magnetit [FeO·Fe3O4] những loại vật liệu nào có tính chất giống với Magnetit trong tiếng Anh được gọi là Magnet [dịch sang tiếng Việt là nam châm].
Loại quặng Magnetit trong tự nhiên có từ tính nhỏ [lực hút hoặc đẩy yếu], ngoài ra trong quặng Magnetit có chứa chất độc As [asen]
Asen xâm nhập vào con người qua con đường nước uống, không khí trong vùng ô nhiễm, nhiễm da do tiếp xúc nhiều liên tục với nguồn nước, không khí ô nhiễm. Vào trong cơ thể con người asen thường tích tụ trong não, các mô da, móng tay, tóc, răng, xương và trong các bộ phận giàu biểu mô như niêm mạc vòm miệng, thực quản, dạ dày, ruột non gây nhiễm độc cấp tính cao.
Chính vì những lý do trên mà quặng Magnetit trong tự nhiên không dùng để chế tạo nam châm mà ta sử dụng trong đời sống hàng ngày. Để chế tạo nam châm các nhà khoa học đã tìm ra một loại hỗn hợp gồm: Cu; Coban, Niken, Nhôm, Sắt, Titan và một số chất khác theo một tỉ lệ bí mật.
Thời gian duy trì từ tính của các nam châm này khá lâu nên các bạn thường gọi là nam châm vĩnh cửu.
Hỗn hợp kim loại và các hợp chất khác sẽ được nấu chảy trong lò nung dưới nhiệt độ 1600 độ C, sau đó được đổ vào khuôn bằng cát để định hình cho các nam châm.
Sau khi làm nguội, các “viên” nam châm này vẫn chưa có từ tính, chúng phải qua một giai đoạn “nạp từ tính” bằng các thiết bị chuyên dụng
Sau khi “nạp từ tính” xong lúc này nam châm mới chính thức là nam châm ^^!, nó đặc biệt đến mức cho dù bạn có bẻ đôi, bẻ đôi, bẻ đôi …. bẻ đôi và tiếp tục bẻ đôi cái nam châm bạn đang có ra thì nó cũng vẫn là một cái nam châm mới với 2 cực bắc và nam.
Trong thực tế ngoài nam châm vĩnh cửu được chế tạo theo cách như trên, chúng ta có thể tạo ra nam châm bằng cách cho dòng điện một chiều chạy qua dây dẫn được cuốn thành vòng xung qanh một lõi bằng sắt.
Tùy vào việc điều chỉnh độ lớn của cường độ điện trường, các bạn có thể điều khiển được độ lớn lực hút của nam châm điện.
Ngoài nam châm vĩnh cửu được chế tạo từ hỗn hợp kim loại và nam châm điện ở trên, trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học còn tìm ra được loại vật chất [gọi là đất hiếm] có thể tạo ra được các nam châm có từ tính rất mạnh gọi là nam châm Neodymium [nam châm đất hiếm]