Nam châm điện – Wikipedia tiếng Việt

Sơ đồ nguyên lý của nam châm điện đầu tiên. Dòng điện cung cấp bởi nguồn pin tạo ra từ trường trong cuộn dây và được khuếch đại bởi lõi dẫn từ làm bằng sắt non.
Phân bố đường sức từ trong một cuộn dây solenoid.

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. Nam châm điện gồm hai phần là cuộn dây tạo từ trường và lõi dẫn (khuếch đại) từ. 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 thẩm 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.

Nam châm điện có thông số nhiệt độ tốt nhất trong bất kể loại nam châm vật tư nào nên được xem là sự lựa chọn tốt nhất trong những ứng dụng nhiệt độ. Ưu điểm chính của một nam châm điện là từ trường hoàn toàn có thể được biến hóa nhanh gọn trong một khoanh vùng phạm vi rộng của những giá trị bằng cách trấn áp sức mạnh của dòng điện. Tuy nhiên, cần có một nguồn cung ứng nguồn năng lượng điện không thay đổi là điều thiết yếu, nhất là để duy trì những hoạt động giải trí trong nghành nghề dịch vụ phẫu thuật .

Lịch sử sinh ra[sửa|sửa mã nguồn]

Nam châm điện lần tiên phong được ý tưởng bởi nhà điện học người Anh William Sturgeon ( 1783 – 1850 ) vào năm 1825. Nam châm điện của Sturgeon là một lõi sắt non hình móng ngựa có một số ít vòng dây điện cuốn quanh. Khi cho dòng điện sinh ra bởi một pin nhỏ chạy qua, lõi sắt bị từ hóa và cảm ứng từ sinh ra đủ mạnh để hút lên được một hộp sắt nặng 7 ounce. Khi ngắt dòng điện, từ trường của lõi cũng biến mất .

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 nam châm điện có tính chất giống như từ trường của một nam châm vĩnh cữu, cũng hút hay đẩy một vật từ nằm trong từ trường của của nó. Khi ngắt dòng điện khỏi cuộn dây, từ trường biến mất. Vậy chỉ khi nào có dòng điện 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. Từ cảm cuộn dây tỉ lệ thuận với chiều dài, số vòng quấn và tỉ lệ nghịch với diện tích của cuộn dây đó

B = L I { \ displaystyle B = LI }

Một dây dẫn điện với vòng quấn

d

N

{\displaystyle \operatorname {d} \!N}

L = μN2 (l/A)

l : chu vi vòng tròn = 2 ΠrNam châm điện gồm hai phần là cuộn dây tạo từ trường và lõi dẫn ( khuếch đại ) từ. Chi tiết của từng loại nam châm điện hoàn toàn có thể khác nhau nhưng đều theo nguyên tắc chung này .

Cuộn dây tạo từ trường[sửa|sửa mã nguồn]

Thông thường, cuộn dây là cuộn ” solenoid ” được cuốn nhiều vòng dây đều nhau. Cường độ từ trường sinh ra trong ống dây được tính theo công thức :

H = N. I L { \ displaystyle H = { \ frac { N.I } { L } } }

Với

N
,
L
,
I

{\displaystyle N,L,I}

lần lượt là số vòng dây, chiều dài cuộn dây và cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây.

Lõi dẫn từ[sửa|sửa mã nguồn]

Lõi dẫn từ của nam châm điện là những vật tư từ mềm và thường thì chúng phải thỏa mãn nhu cầu những nhu yếu :

• Có độ từ thẩm lớn
• Cảm ứng từ bão hòa cao (để không giới hạn dải hoạt động của nam châm.
• Có tổn hao trễ nhỏ (lực kháng từ nhỏ) để không làm trễ quá trình thay đổi từ trường của nam châm.

Khi có lõi dẫn từ, cảm ứng từ sinh ra tại mặt phẳng của cực nam châm điện sẽ được xác lập theo công thức :

B
=

μ

r

μ

0

H
=

μ

r

μ

0

N
L

I

{\displaystyle B=\mu _{r}\mu _{0}H=\mu _{r}\mu _{0}{\frac {N}{L}}I}

Xem thêm: Nên mua 2 máy điều hòa Midea 12000 inverter tiết kiệm điện 2020

Với

μ 0, μ { \ displaystyle \ mu _ { 0 }, \ mu }độ từ thẩm của chân không và độ từ thẩm tỉ đối của vật liệu dùng làm lõi dẫn từ.

Một số vật tư được sử dụng làm lõi nam châm điện :

1. Hợp kim sắt silic

Các kiểu nam châm điện và ứng dụng[sửa|sửa mã nguồn]

Ứng dụng trong khoa học kỹ thuật[sửa|sửa mã nguồn]

– Thẻ tín dụng thanh toán, thẻ ghi nợ và máy rút tiền tự động hóa : trên những thẻ này đều có dải từ bên dưới, dải từ này được làm từ nam châm điện .– Các màn hình hiển thị ti vi và máy tính : màn hình hiển thị TV và máy tính có một ống tia âm cực sử dụng hai cặp nam châm điện để tinh chỉnh và điều khiển hướng đi của chùm tia êlectron đến màn hình hiển thị .– Động cơ điện và máy phát điện : một số ít động cơ điện dựa vào sự phối hợp của một nam châm điện và một nam châm vĩnh cửu trong khi máy phát điện thì ngược lại ( quy đổi nguồn năng lượng cơ học thành điện năng bằng cách chuyển dời một dẫn trải qua một từ trường ) .– Rơ-le : nam châm điện được sử dụng để tinh chỉnh và điều khiển những thiết bị chuyển mạch trong rơ-le. Điều này đặc biệt quan trọng quan trọng khi triển khai một vài hoạt động giải trí ví như thực thi cuộc gọi điện thoại cảm ứng. Các điện thoại thông minh tiên phong đã sử dụng một loại chuyển tiếp, nó không chỉ giúp liên kết cuộc gọi mà còn tạo nên bộ nhớ công dụng .– Cần cẩu điện : những tấm tròn ở cuối của cần cẩu chính là một nam châm điện, khi sử dụng nguồn năng lượng điện thì tấm tròn hoàn toàn có thể nâng những loại rác bằng sắt kẽm kim loại lên .Ngoài ra, nam châm điện còn được ứng dụng trong những ngành giao thông vận tải ( tàu điện ), hàng không, thiên hà, công nghệ tiên tiến quân sự chiến lược, v.v, …

Ứng dụng trong công nghiệp và y học[sửa|sửa mã nguồn]

Nam châm điện được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và tiêu dùng dưới dạng các ứng dụng như của nam châm vĩnh cửu. 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 như đồng hồ, cảm biến, thiết bị lò vi sóng, thiết bị điều khiển tự động, v.v,…

Trong y học, những bệnh viện sử dụng kỹ thuật chẩn đoán MRI là kỹ thuật chụp cộng hưởng từ, một kỹ thuật chẩn đoán hình tân tiến dùng từ trường và sóng ra-đi-ô nhằm mục đích xử lý tại chỗ những yếu tố trong bộ phận khung hình của bệnh nhân mà không cần phẫu thuật xâm lấn .

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Tư Vấn Sử Dụng