Nam châm điện là một thiết bị có đặc tính thu được tính chất từ khi có dòng điện chạy qua cuộn dây của nó..
Làm một cái tự chế rất đơn giản như chúng ta sẽ thấy bây giờ. Bạn chỉ cần một dây đồng tráng men và một cái gì đó như lõi hoặc thân, một thứ sắt từ như vít hoặc một miếng sắt.
Chúng ta có thể phân biệt vật liệu thành ba loại: sắt từ, thuận từ và nghịch từ tùy thuộc vào cách chúng hoạt động khi bị nhiễm từ.
Là một thử nghiệm đơn giản đến mức lý tưởng để làm với trẻ em và giới thiệu chúng với thế giới khoa học và công nghệ.
Cái này được làm như thế nào
Việc chế tạo nó rất đơn giản, chúng ta chỉ cần quấn một sợi dây đồng có lớp cách điện trên một lõi sắt, ví dụ như một con vít. Và kết nối nó với nguồn điện.
Nói chung, vật liệu đen rất tốt để chế tạo nam châm điện, nếu bạn lấy một nam châm và dính nó, bạn có thể sử dụng nó để chế tạo nam châm điện của mình.
Trong hình trên, bạn có thể thấy các nguyên liệu ban đầu mà tôi định sử dụng. Một pin 9V, hai con vít để làm 2 nam châm điện và đồng lấy từ tái chế một màn hình cũ.
Hãy nhớ rằng dây đồng được sử dụng phải được tráng men để cách ly nó và để có thể thực hiện các kết nối sau này chúng ta phải chà nhám hoặc đánh xước các đầu cuối, đầu cuối của cáp. Nếu không, nó sẽ không dẫn dòng điện.
Nó có thể bạn quan tâm: lịch sử của tĩnh điện và cấu tạo của một động cơ đồng âm.
Và nam châm điện thứ hai mà tôi đã chế tạo bằng khóa Allen, và nó hoạt động tốt hơn nhiều so với vít do loại thép được chế tạo.
Chúng ta có thể thấy nó hoạt động hoàn hảo như thế nào.
Công dụng và ứng dụng của nam châm điện
Ngày nay chúng được sử dụng trong một số lượng lớn các thiết bị, việc sử dụng chúng rất phổ biến.
- Phanh điện hoặc phanh động cơ điện
- Telegraph
- Rơ le
- Thanh sắc
- Buzzer
- Van điện từ
- dải phân cách từ tính
Ở cấp độ gia đình hoặc DIY, nó có thể được sử dụng cho tất cả các loại khóa, rơ le tự chế và công tắc.
Solenoid xuất phát từ tiếng Hy Lạp và có nghĩa là "giống như một cái ống"
Lịch sử của điện từ và nam châm điện
Vào năm 1820, nhà vật lý người Đan Mạch Hans Christian Orsted đã phát hiện ra rằng nếu bạn đặt một kim la bàn nhiễm từ gần một dây dẫn có dòng điện, nó sẽ chuyển động và trở nên vuông góc.
Orsted đã không điều tra thêm. Người đã làm là André-Marie Ampère.
Ampere đã làm thí nghiệm của Oersted và thay đổi cực của nó thì thấy rằng kim nhiễm từ chuyển động theo hướng ngược lại. Trong khi thử nghiệm để cung cấp cho nó cường độ cao hơn, ông đã tạo ra các ống dẫn điện hoặc cuộn dây điện.
Ông phát hiện ra rằng các cuộn dây hoạt động giống như nam châm hút hoặc đẩy kim nhiễm từ.
Trong thí nghiệm thứ hai, ông đặt hai dây dẫn song song, một dây cố định và dây kia có thể chuyển động tự do, và xem khi dòng điện chạy cùng chiều thì chúng hút nhau như thế nào, trong khi nếu dòng điện chạy theo các hướng khác nhau thì chúng bị đẩy lùi. Vì vậy, bạn có thể thấy rõ ràng lực được tác động rằng có một cực bắc và một cực nam.
Ông đã chứng minh một số điều theo kinh nghiệm:
- Rằng lực hút tác dụng bởi một cuộn dây tăng tỉ lệ thuận với số vòng.
- và nó cũng tăng theo cường độ của dòng điện.
Cùng năm đó, nhà vật lý người Pháp François Arago đã chỉ ra rằng nếu một dòng điện chạy qua một dây đồng, nó có thể hút mạt sắt dễ dàng như một nam châm nước tiểu bằng thép.
Và nhà vật lý người Đức Johann Salomo Christoph Schweigger nhận thấy rằng độ lệch của kim trong thí nghiệm của Orsted có thể được dùng để đo cường độ dòng điện và chiếc điện kế đầu tiên đã được chế tạo.
Nam châm điện đầu tiên
Năm 1823, nhà vật lý người Anh William Sturgeon đã đặt một thanh sắt vào bên trong một cuộn dây điện từ có mười tám vòng quay. Và anh ta quan sát thấy rằng dường như sắt tập trung và tăng cường từ trường. Sturgeon đánh véc-ni cho thanh sắt để bảo vệ nó khỏi bị đoản mạch, nó có hình dạng giống như một chiếc móng ngựa và có thể nâng 4kg, gấp hai mươi lần trọng lượng của chính nó.
Năm 1830, Joseph Henry, một nhà vật lý người Mỹ, đã cải tiến nam châm điện. Henry đã cách điện dây của các vòng dây thay vì lõi sắt, bằng cách này có thể có nhiều vòng dây hơn và chạm vào nhau mà không tạo ra ngắn mạch. Chúng đã là những nam châm điện mà chúng ta biết ngày nay.
Năm 1831, bằng cách sử dụng dòng điện của một pin thông thường, ông đã nâng được một tấn sắt bằng một nam châm điện.
Fuentes
- Nam châm điện. Dễ dàng tính toán nam châm điện một pha và ba pha. Manuel Alvarez Pulido
- Các bài học Vật lý. Tập III. Joseph Louis Manglano
- Lịch sử và niên đại của khoa học và khám phá. Isaac Asimov
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