Nam châm vĩnh cửu là gì? tính chất từ tính, đặc điểm và ứng dụng

Nam châm vĩnh cửu là gì? tính chất từ tính, đặc điểm và ứng dụng

Nam châm vĩnh cửu là một loại đá đặc biệt có tính năng hút kim loại. Loại đá này được phát hiện vào những năm 800 TCN tại Hy Lạp Cổ Đại. Trong chương trình vật lý 9, phần nam châm vĩnh cửu có khá nhiều câu hỏi lý thuyết xoáy vào. Bài viết dưới đây sẽ trình bày cho các bạn tất tần tật các điểm mấu chốt về nam châm vĩnh cửu.

Nam châm vĩnh cửu là gì

Nam châm vĩnh cửu là các vật được cấu tạo từ các vật liệu từ cứng có khả năng giữ từ tính không bị mất từ trường, được sử dụng như những nguồn tạo từ trường. Có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống.

Tính chất nam châm vĩnh cửu

Được đặc trưng bằng từ tính, nói đến NCVC ta cần chú ý đến các tính chất sau đây:

• Được cấu thành chủ yếu từ các vật liệu cứng cáp, có khả năng giữ được từ tính cao và không mất từ trường. Chính vì thế mà NCVC thường được sử dụng như nguồn để phát từ trường.
• Đa phần các kim loại đều bị hút bởi nam châm, một số ít không bị tác động như: đồng, bạc, vàng, magie, nhôm, bạch kim,..Tuy nhiên, chúng vẫn có thể bị từ hóa một phần khi đặt trong một từ trường nào đó.
• Dù ở hình dạng nào thì nam châm vĩnh cửu đều có 2 từ cực.
• Khi thanh nam châm được đặt ở trạng thái tự do thì cực nam của kim chỉ hướng nam, cực bắc chỉ hướng bắc.

Phân loại

Nam châm vĩnh cửu được phân loại dựa vào hai thuộc tính: Chất liệu và phương pháp chế tạo.

Phân loại theo chất liệu gồm

• Oxit Sắt
• Thép Cácbon
• Nam châm AlNiCo
• Ferrrite từ cứng
• Nam châm đất hiếm

Phân loại theo phương pháp chế tạo

• Nam châm đẳng hướng
• Nam châm dị hướng
• Nam chấm kết dính
• Nam châm thiêu kết

Sự tương tác giữa hai nam châm

Hai nam châm đặc trực bằng các cực khác nhau. Khi đưa hai nam châm gần lại nhau sẽ xảy ra một số trường hợp sau:

• Hút nhau nếu các cực khác nhau và
• Đẩy nhau nếu các cực giống nhau

Một lưu ý nho nhỏ, người ta qui ước trái đất là một nam châm khổng lồ.

Ứng dụng vào cuộc sống

Nam châm vĩnh cứu có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống và chiếm vai trò khá quan trọng.

• Ứng dụng trong máy vi tính và điện tử: Vai trò lưu trữ các dữ liệu trên ổ đĩa cứng, hiển thị hình ảnh, dữ liệu.
• Ứng dụng trong công nghiệp: Chủ yếu ứng dụng trong công nghiệp phát điện và cơ điện. Trong máy phát điện nam châm giúp chuyển từ cơ học thành điện năng, ngược lại với nhiều loại động cơ khác.
• Ứng dụng trong y tế: Các máy quan trọng trong Y tế có sử dụng nam châm vĩnh cửu như: Máy chụp X quang, Máy MRI. Ngoài ra còn một số thiết bị theo dõi cơ thể ở một tần số vô tuyến điện cụ thể nào đó. Ngoài ra còn sử dụng như một liệu pháp điều trị một số bệnh như viêm khớp hoặc là lưu thông máu kém.

Bài tập vận dụng

Câu 1: : Nam châm vĩnh cửu có tính chất nào dưới đây?

A. Một cực

B. Hai cực

C. Ba cực

D. Bốn cực

Đáp án chính xác: B. Hai cực

Theo lý thuyết về nam châm vĩnh cửu thì nó có hai cực: Cực Bắc và cực Nam

Câu 2: Có hai thanh kim loại A, B bề ngoài giống hệt nhau, trong đó một thanh là nam châm. Làm thế nào để xác phân biệt được đâu là thanh nam châm, đâu là thanh kim loại?

A. Đưa thanh A lại gần thanh B, nếu A hút B thì A là nam châm.

B. Đưa thanh A lại gần thanh B, nếu A đẩy B thì A là nam châm.

C. Dùng một sợi chỉ mềm buộc vào giữa thanh kim loại rồi treo lên, nếu khi cân bằng thanh đó luôn nằm theo hướng Bắc – Nam thì đó là thanh nam châm.

D. Đưa thanh kim loại lên cao rồi thả cho rơi, nếu thanh đó luôn rơi lệch về một cực của Trái Đất thì đó là nam châm.

Đáp án chính xác: C. Dùng một sợi chỉ mềm buộc vào giữa thanh kim loại rồi treo lên, nếu khi cân bằng thanh đó luôn nằm theo hướng Bắc – Nam thì đó là thanh nam châm.

Đây là một ví dụ khá hay có trong SBT vật lý 9. Ta không chọn các phương án còn lại vì những lý do sau:

A: không thể vì chưa biết thanh còn lại có phải là sắt hay không.

B: không thể vì thanh còn lại là nam châm thì mới đẩy.

D: không thể

Câu 3: Một nam châm vĩnh cửu có đặc tính nào dưới đây? Chọn đáp án chính xác nhất

A. Khi bị cọ xát thì hút các vật nhẹ.

B. Khi bị nung nóng lên thì có thể hút các vụn sắt.

C. Có thể hút các vật bằng sắt.

D. Một đầu có thể hút, còn đầu kia thì đẩy các vụn sắt.

Đáp án chính xác: C. Có thể hút các vật bằng sắt.

Câu 4: Chọn câu trả lời đúng trong các câu sau đây trả lời cho câu hỏi: Trên thanh nam châm chỗ nào hút sắt mạnh nhất?

A. Phần giữa của thanh

B. Chỉ có từ cực Bắc

C. Cả hai từ cực

D. Mọi chỗ đều hút sắt mạnh như nhau

Đáp án chính xác: C. Cả hai từ cực

Câu 5: Khi nào hai thanh nam châm hút nhau?

A. Khi hai cực Bắc để gần nhau.

B. Khi để hai cực khác tên gần nhau.

C. Khi hai cực Nam để gần nhau.

D. Khi để hai cực cùng tên gần nhau.

Đáp án chính xác: B. Khi để hai cực khác tên gần nhau.

Định lý này được phát biểu từ tính chất của nam châm mà ra. Nếu để hai nam châm lại gần nhau thì các cực cùng tên đẩy nhau, các cực khác tên hút nhau.

Ngoài các tính chất đặc trưng như tính từ, nam châm vĩnh cửu còn được quan tâm bởi độ cứng, một số khả năng chống mài mòn, chống oxi hóa. Những kiến thức trong bài viết này giúp chúng ta hiểu hơn về nam châm vĩnh cửu cũng như một số ứng dụng vô cùng quan trọng của nó trong cuộc sống.

Giáo dục