Nguyên Lý Hoạt động Của Nam Châm điện - Nam Châm Toàn Cầu

Nguyên lý để hoạt động của nam châm điện một thiết bị giúp tạo ra từ trường hay một nguồn sản sinh ra từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh ra bởi cuộn dây có dòng điện lớn chạy qua đó. Cảm ứng từ của nam châm điện được dẫn đi và tạo nên nhờ việc sử dụng một lõi dẫn được làm bằng vật liệu từ mềm có độ từ thẩm lớn và cảm ứng từ bão hòa cao. Khác hoàn toàn so với nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ cố định thì nam châm điện lại có cảm ứng từ không cố định mà chúng ta có thể thay đổi được nhờ việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn.

Nguồn gốc của nam châm điện được phát minh lần đầu tiên vào năm 1825 do nhà điện học William Sturgeon người Anh (1783-1850). Nam châm điện do ông Sturgeon phát minh là một lõi sắt non có dạng hình móng ngựa và có một số vòng dây điện cuốn xung quanh. Nếu có dòng điện sinh ra bởi một pin nhỏ chạy qua đó thì sẽ làm cho lõi sắt bị từ hóa và cảm ứng từ sinh ra đủ mạnh có thể hút lên được một hộp sắt nặng khoảng 7 ounce. Nếu chúng ta ngắt dòng điện thì từ trường của lõi sẽ biến mất theo.

Nguyên lý hoạt động của nam châm điện

Nguyên lý hoạt động của loại nam châm này là khi chúng ta mắc một dây dẫn điện bao gồm nhiều vòng quấn với nguồn điện thì sẽ làm cho dòng điện sinh một điện trường E bên trong các vòng quấn. Nếu có dòng điện đi qua các vòng quấn đó thì biến đổi của điện trường trong các vòng quấn làm sinh ra một từ trường B có chiều sao cho nó vuông góc với điện trường E.

Từ trường do cuộn dây dẫn điện tạo thành có tính chất giống hoàn toàn tương tự như từ trường của một Nam Châm có tính chất hút hoặc đẩy một vật có tính chất từ nằm phía bên trong từ trường của cuộn dây.

Khi chúng ta ngắt dòng điện ra khỏi cuộn dây thì từ trường biến mất. Cuộn dây sẽ không thể hút hoặc đẩy từ vật. Chỉ khi trong trường hợp có một dòng điện chạy qua khi đó cuộn dây mới trở một thành nam châm điện

Từ trường của cuộn dây phụ thuộc vào số từ cảm cuộn dây và dòng điện trong cuộn dây và được tính theo công thức:  B = LI

Trong đó từ cảm của cuộn dây tỉ lệ thuận với chiều dài, ngược lại thì số vòng quấn và tỉ lệ nghịch với diện tích của cuộn dây đó.

Hiện nay nam châm điện được ứng dụng nhiều trong khoa học và kĩ thuật, trong công nghiệp và y học.

Ngoài nam châm điện thì hiện nay các loại nam châm khác như nam châm lọc sắt, nam châm nâng, nam châm đất hiếm cũng đang được biết đến và ứng dụng nhiều.

Bài viết tham khảo thêm: Nam châm lọc sắt

Tìm hiểu: Nam châm dùng trong công nghiệp sản xuất thức ăn gia súc