nam châm

VậT Lý

2022

Chúng tôi giải thích nam châm là gì, đặc điểm của nó là gì và cách chúng hoạt động. Ngoài ra, phân loại, từ trường và các ứng dụng của nó.

Nam châm là một vật liệu có đặc tính sắt từ tự nhiên hoặc nhân tạo.

Nam châm là gì?

Nam châm được biết đến như một vật liệu bất kỳ có khả năng tạo ra từ trường và hút về phía chính nó hoặc bị hút về phía một nam châm khác hoặc đối với bất kỳ vật liệu nào khác bằng sắt, coban hoặc chất khác kim loại sắt từ. Nó là một vật liệu có đặc tính sắt từ tự nhiên hoặc nhân tạo, tạo ra từ trường liên tục.

Nam châm là một số biểu hiện đầu tiên cho thấycon người khám phá từtừ tính, được biết đến từ thời cổ đại cổ điển nhưng chỉ được hiểu vào thế kỷ 19, khi người ta biết rằng hầu hết các yếu tố vàCác hợp chất những người quen đã chứng tỏ một mức độ từ tính nhất định.

Đặc điểm của nam châm

Đường nối cả hai cực (âm và dương) được gọi là trục từ.

Nam châm là vật thể tạo ra một từ trường xung quanh chúng được định hướng dựa trên hai cực: âm (Nam) và dương (Bắc). Các cực này thu hút bằng các mặt đối lập của chúng (tích cực-tiêu cực) nhưng đẩy lùi các cực của chúng (tích cực-tích cực hoặc tiêu cực-tiêu cực).Đường nối cả hai cực gọi là trục từ.

Các tính chất từ ​​tính của nam châm vẫn còn nguyên trừ khi các lực từ trường đối lập được tác dụng lên chúng, chúng được tăng lên bởi nhiệt độ (trên Nhiệt độ Curie hoặc Điểm Curie, khác nhau tùy theo yếu tố), hoặc nếu chúng bị va đập mạnh hoặc từ độ cao lớn. Mặt khác, những đặc tính này có thể được chuyển tạm thời sang một vật liệu nhạy cảm, bằng cách tiếp xúc (từ hóa).

Nam châm hoạt động như thế nào?

Từ tính của nam châm là sản phẩm của sự sắp xếp cụ thể của các electron (các hạt hạ nguyên tử tích điện âm) tạo nên vật chất. Chúng có một chuyển động quay nội tại về trục của chính chúng, được gọi là spin. Điện tích chuyển động tạo ra từ trường. Do đó, các điện tử quay, nghĩa là, điện tích trong sự chuyển động, chúng cũng tạo ra một từ trường. Sự ra đời củaNăng lượng trênvấn đề (ví dụ như việc áp dụng một từ tính cường độ cao của loại ngược lại hoặc nhiệt làm tăng nhiệt độ rất nhiều) phá hủy từ tính, vì nó làm thay đổi sự cân bằng mỏng manh củađiện tử.

Trong trường hợp nam châm cảm ứng (chất bị nhiễm từ) thì tác dụng cũng tương tự: khi chịu từ trường tiếp xúc, các electron của chúng tự sắp xếp theo cùng một hướng và tái tạo từ trường trong một thời gian.

Các loại nam châm

Nam châm tự nhiên được tạo thành từ hỗn hợp magnetit và các khoáng chất khác.

Có ba loại nam châm, được phân loại theo bản chất của chúng trong:

  • Nam châm tự nhiên. Nói chung bao gồm hỗn hợp Magnetite (ferrofellite hoặc morpholit, bao gồm các oxit sắt) và các khoáng chất trên cạn khác, có đặc tính từ tính một cách tự nhiên. Các mỏ magnetit chính ở Thụy Điển (Pháp Luân, tỉnh Dalarna), Na Uy (Arendal), Pháp (Plestin-les-Gréves, Brittany) và Bồ Đào Nha (Sao Bartolomé, Nazaré).
  • Nam châm nhân tạo vĩnh cửu. Các vật liệu nhạy cảm với từ tính, sau khi được cọ xát với magnetit, sẽ tái tạo các đặc tính sắt từ của chúng trong một thời gian dài cho đến khi cuối cùng mất đi.
  • Nam châm nhân tạo tạm thời. Các vật liệu nhạy cảm với từ tính, sau khi được cọ xát với magnetit, sẽ tái tạo các đặc tính sắt từ của chúng, chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn.
  • Nam châm điện. Chúng là những cuộn dây được quấn quanh lõi từ được làm bằng vật liệu sắt từ chẳng hạn như sắt. Thông qua các cuộn dây tuần hoàn điện lực, tạo ra một điện trường Y từ tính xung quanh nó. Lõi từ bằng sắt tập trung từ thông và tạo nên một nam châm mạnh hơn. Hiện tượng này chỉ kéo dài khi điện lưu thông.

Từ trường của nam châm

Từ trường là vùng không gian xung quanh nam châm, trong đó lực từ của nó biểu hiện và tác động, tương tác (hút hoặc đẩy) các vật sắt từ, dòng điện và các nam châm khác trong lĩnh vực này.

Nó thường được biểu diễn bằng các đường sức, là những mũi tên cong chỉ hướng vectơ của lực từ trong trường. Hình dạng và hướng của những đường này sẽ phụ thuộc vào hình dạng của nam châm và chúng có cường độ lớn nhất trong vùng của các cực.

Của chúng tôi hành tinh trái đất Nó có từ trường tương tự như từ trường của nam châm, vì lõi sắt của nó hoạt động như một khối lượng lớn các hạt mang điện chuyển động. Vì lý do này, kim của la bàn thẳng hàng với cực bắc. Từ trường trên mặt đất này cũng bảo vệ chúng ta khỏi sự phát xạ điện từ mặt trời, được gọi là "gió mặt trời".

Ứng dụng nam châm

Nam châm thường được gắn vào các đồ thủ công mỹ nghệ khác nhau hoặc đồ lưu niệm du lịch để bán.

Nam châm đã đóng nhiều vai trò khác nhau trong nền văn minh của chúng ta từ thời cổ đại và ngày nay là một yếu tố không thể thiếu trong thiết bị điện tử và điện. Một số ứng dụng phổ biến nhất của nó là:

  • Sản xuất băng từ. Trong điện tử và tin học, từ tính cho phép lưu trữ thông tin thông qua các oxit sắt mà các hạt của chúng, dễ bị từ trường sắp xếp thứ tự, có thể được đọc bằng mã nhị phân.
  • Máy biến thế điện. Sử dụng cuộn dây và nam châm điện, dòng điện có thể được điều chế để thay đổi nhanh chóng trường điện từ. Nguyên tắc này là trọng tâm của việc truyền tải điện hiện đại và cũng được áp dụng cho đài, loa và các thiết bị khác.
  • Động cơ điện xoay chiều. Những động cơ này là một loại nam châm điện, vì các nam châm quay sẽ di chuyển các rôto theo từ trường của chúng.
  • Hệ thống treo từ tính. Nam châm lớn và mạnh được sử dụng trong hệ thống treo từ tính của xe lửa và các phương tiện khác, cũng như trong các cần trục công nghiệp từ tính.
  • Sử dụng thủ công. Nam châm thường được gắn vào các đồ thủ công mỹ nghệ hoặc đồ lưu niệm du lịch khác nhau để bán, với giả thuyết rằng khi khách du lịch trở về nhà, họ sẽ đặt nó lên bề mặt kim loại của tủ lạnh.
!-- GDPR -->