Tổng hợp kiến thức về nam châm điện

Nam châm điện là gì ?

Nam châm điện là một dụng cụ tạo từ trường hay một nguồn sản sinh từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh ra bởi cuộn dây có dòng điện lớn chạy qua. cảm ứng  từ  của nam châm điện được dẫn và tạo thành lớn nhờ việc sử dụng một lõi dẫn từ làm bằng vật liệu từ  mềm có độ từ thấm lớn và cảm ứng từ bão hòa cao. Khác với nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ cố định, nam châm điện có cảm ứng từ có thể thay đổi được nhờ việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây.

Có thể tưởng tượng cuộn dây của nam châm điện là do nhiều vòng dây với cùng một dòng điện chạy qua gộp lại . Vì vậy , từ trường mà nam châm điện sinh ra cũng ra là tổng từ trường của từng vòng dây riêng lẻ . Để xác định từ trường của một vòng dây riêng lẻ , ta lại dùng quy tắc bàn tay phải.Với quy tắc này và tưởng tượng rằng , đoạn dây thằng bây giờ được uốn thành một vòng dây ,ta xác định được từ trường của vòng dây . Khi từ trường của nhiều vòng dây kết hợp lại với nhau sẽ tạo thành từ trường của cuộn dây . Từ trường đều và mạnh nhất trong lòng cuộn dây .Chiều từ trường của cuộn dây cũng tương ứng với chiều từ trường của các vòng dây.Ở vòng dây ngoài cùng , nơi các đường sức từ có hướng đi ra khỏi cuộn dây là cực bắc của nam châm .Vòng dây ngoài cùng còn lại , nơi các đường sức từ đi vào cuộn dây là cực nam của nam châm (tương tự nam châm vĩnh cửu)

nam cham dien

Nguyên lý hoạt động của nam châm điện

Khi mắc một dây dẫn điện có nhiều vòng quấn với nguồn điện, dòng điện sản sinh một điện trường E trong các vòng quấn. Khi dòng điện đi qua các vòng quấn, Biến đổi của điện trường trong các vòng quấn sinh ra một từ trường B vuông góc với điện trường E.

Từ trường của cuộn dây dẫn điện có tính chất giống như từ trường của một nam châm cũng hút hay đẩy một từ vật nằm trong từ trường của cuộn dây.

Khi ngắt dòng điện khỏi cuộn dây, từ trường biến mất. Cuộn dây không còn có thể hút hay đẩy từ vật

Vậy chỉ khi nào có dòng điện diện đi qua, cuộn dây mới trở một thành nam châm điện

Từ trường của cuộn dây tùy thuộc vào số từ cảm cuộn dây và dòng điện trong cuộn dây : B = LI
Từ Cảm cuộn dây tỉ lệ thuận với chiều dài, số vòng quấn và tỉ lệ nghịch với diện tích của cuộn dây đó

Ứng dụng của nam châm điện

– Thẻ tín dụng, thẻ ghi nợ và máy rút tiền tự động: trên các thẻ này đều có thẻ từ bên dưới, dải từ này được làm từ nam châm điện.

– Các màn hình ti vi và máy tính: màn hình TV và máy tính có một ống tia âm cực sử dụng một nam châm điện để hướng dẫn điện tử để màn hình.

– Động cơ điện và máy phát điện: động cơ điện một số dựa vào sự kết hợp của một nam châm điện và một nam châm vĩnh cửu trong khi máy phát điện thì ngược lại: chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng bằng cách di chuyển một dẫn thông qua một từ trường.

– Y học: Bệnh viện sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ để tại chỗ các vấn đề trong bộ phận cơ thể của bệnh nhân mà không cần phẫu thuật xâm lấn.

Nam châm điện còn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và tiêu dùng dưới dạng các ứng dụng mà nam châm đất hiếm . Có thể kể đến là động cơ điện, xe bán tải điện, micro, bộ cảm biến, loa phóng thanh, ống sóng đi du lịch, đồ trang sức,… Nam châm điện còn được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ đồng hồ, cảm biến, thiết bị lò vi sóng, thiết bị điều khiển tự động, hàng không, vũ trụ, công nghệ quân sự, vv,…

Gọi tư vấn