Nam châm vĩnh cửu là gì? Nguyên lý, cấu tạo, phân loại và ứng dụng

Sự xuất hiện của nam châm vĩnh cửu đã quá quen thuộc, gần gũi. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu bản chất của nam châm là gì? Đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vật chất quan trọng này.

Nam châm, từ trường có tính ứng dụng cao trong đời sống, mang lại nhiều tiện ích hiện đại. Sự xuất hiện của nam châm vĩnh cửu đã quá quen thuộc, gần gũi. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu bản chất của nam châm là gì? Đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vật chất quan trọng này. Bạn đọc tìm hiểu thông tin kỹ thuật liên quan đến nam châm vĩnh cửu, hãy cùng batiea tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Tìm hiểu thông tin về nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu được sử dụng trong nhiều thiết bị điện, với tính ứng dụng cao. Vậy, loại nam châm này là gì? Chúng được tạo ra như thế nào?

Nam châm vĩnh cửu là gì?

Nam châm vĩnh cửu là vật chất được cấu tạo từ nhiều vật liệu cứng, có khả năng tạo ra từ trường liên tục. Từ tính của nam châm vĩnh cửu không bị mất đi theo thời gian và tồn tại vĩnh viễn.

Lực từ của chúng được xác định bằng dùng điện tạo nam châm hoặc từ trường nam châm vĩnh cửu tiếp xúc trực tiếp với nó. 

Chế tạo nam châm vĩnh viễn như thế nào?

Nam châm với từ trường vĩnh cửu được phát hiện tại Hy lạp vào thời điểm 600 năm trước công nguyên. Magnetite cũng là vùng đất đầu tiên tìm ra nam châm vĩnh cửu và lấy tên gọi cho vật liệu đặc biệt này. Đây là một loại đá đen bóng, có khả năng hút các vật bằng kim loại.

Ngày nay, quá trình chế tạo nam châm vĩnh viễn rất đơn giản, cụ thể như sau: Cho dòng điện chạy qua dây dẫn được quấn quanh vật chất từ gang hoặc thép, được tiếp xúc với một nam châm vĩnh cửu khác. Khi ngắt dòng điện, vật chất đó sẽ bị nhiễm từ và mang từ trường vĩnh cửu.

Phân loại nam châm vĩnh cửu hiện có

Hiên nay, nam châm vĩnh viễn có nhiều loại, được phân loại dựa trên phương pháp chế tạo chúng hoặc chất liệu. Cụ thể như sau:

• Phân loại dựa trên cách chế tạo nam châm: Nam châm thiêu kết, nam châm đẳng hướng, nam châm dị hướng, nam châm kết dính.
• Phân loại dựa trên chất liệu cấu tạo: Chất liệu đất hiếm, chất liệu thép cacbon, nam châm oxit sắt, nam châm ferrite từ cứng, nam châm alnico.

▷ Xem thêm: Cảm ứng từ là gì? Ứng dụng hiện tượng cảm ứng từ và công thức tính.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nam châm từ trường vĩnh cửu

Cùng tìm hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nam châm từ trường vĩnh cửu để nắm rõ bản chất của loại vật chất này.

Cấu tạo và bản chất của nam châm từ trường vĩnh cửu

Thành phần của nam châm từ trường vĩnh cửu chủ yếu là magnetite và tinh thể khoáng sắt ferit có từ tính tạo ra từ trường trái đất. Từ tính của nam châm magnetite luôn tồn tại trong mọi môi trường, tác động lên các kim loại khác nhau.

Toàn bộ nam châm đều có 2 cực: cực nam – cực bắc, tồn tại song song trong tự nhiên. Nếu chia nam châm lớn thành những cục nhỏ, thì các nam châm magnetite nhỏ sẽ tự động chia 2 cực.

Hình dạng phổ biến của magnetite là dạng chữ U. Bởi đây là hình có khả năng kết nối 2 cực lại gần nhau, tạo nên một từ trường mãnh liệt, có khả năng tạo lực nâng và hút một miếng sắt nạng. 

Các loại magnetite có khả năng lưu trữ từ trường rất lớn, hạn chế tối đa tình trạng khử từ. Hiện nay, các nam châm magnetite nhân tạo được tạo ra với từ kháng từ vài nghìn đến vài chục nghìn Oe.

Nguyên lý hoạt động của nam châm magnetite

Nguyên lý hoạt động của nam châm magnetite khá đơn giản, đã được nhắc đến nhiều trong kiến thức vật lý cơ bản: 2 cực giống nhau lại gần nhau sẽ đẩy nhau và 2 cực khác nhau sẽ hút nhau. Trái đất là một cục nam châm magnetite khổng lồ, với từ trường vĩnh cửu.

▷ Xem thêm: Năng lượng điện trường là gì? Công thức tính và ứng dụng thực tế.

Ứng dụng của nam châm magnetite trong đời sống

Tính ứng dụng của nam châm magnetite trong đời sống là vô cùng lớn. Cùng điểm qua các ứng dụng phổ biến của nam châm magnetite:

• Ứng dụng trong lĩnh vực điện tử, chế tạo máy tính, các thiết bị ghi dữ liệu hình ảnh, âm thanh.
• Ứng dụng nam châm magnetite trong sản xuất loa phóng thanh. Đây là một sản phẩm tiêu biểu về tính ứng dụng từ tính để sản xuất các thiết bị âm thanh, tạo hiệu ứng âm thanh tăng dần.
• Nam châm magnetite được sử dụng như một chiếc la bàn nhỏ. Tại đó, nam châm được gắn vào trục roto và có dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại tạo ra từ trường. Lúc này kim la bàn hoạt động giúp xác định hướng.
• Ứng dụng nam châm magnetite để chế tạo các thiết bị y tế như: máy chụp x quang, máy MRI, máy phát hiện chuẩn đoán ung thư trong cơ thể người…

Nam châm có tính ứng dụng cao trong đời sống, các thiết bị điện tử, tạo nên cuộc cách mạng về công nghiệp. Hiểu rõ bản chất nam châm vĩnh cửu, cách hoạt động của chúng để sử dụng linh kiện hiệu quả. Hy vọng những chia trên đây sẽ hữu ích để bạn đọc hiểu rõ hơn về nam châm magnetite và những thông tin liên quan.