Trả lời nhanh
Nam châm điện gồm hai bộ phận chính: một ống dây dẫn (cuộn dây đồng bọc cách điện) và một lõi sắt non đặt trong lòng ống dây. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, lõi sắt bị nhiễm từ nên nam châm hút được vật bằng sắt, thép. Khi ngắt điện, lõi sắt non gần như mất từ tính ngay.
Cấu tạo của nam châm điện
Một nam châm điện đơn giản có hai phần:
- Ống dây dẫn: dây đồng có vỏ bọc cách điện, quấn thành nhiều vòng sát nhau. Hai đầu dây nối với nguồn điện (pin, acquy…).
- Lõi sắt non: một thanh sắt non đặt bên trong ống dây. Lõi làm từ trường của ống dây mạnh lên rất nhiều.
Muốn có thể hoạt động, mạch còn cần nguồn điện và thường có công tắc để đóng, ngắt dòng điện.
Nam châm điện hoạt động thế nào?
- Đóng công tắc, dòng điện chạy qua các vòng dây và tạo ra từ trường (ống dây có dòng điện hoạt động như một nam châm).
- Từ trường này làm lõi sắt non bị nhiễm từ, trở thành nam châm, từ trường tổng hợp mạnh hơn nhiều so với khi chỉ có ống dây.
- Ngắt công tắc, dòng điện mất, từ trường biến mất, lõi sắt non mất từ tính và nhả vật đang hút.
Đổi chiều dòng điện thì hai cực của nam châm điện cũng đổi chỗ cho nhau.
Vì sao phải dùng lõi sắt non?
Sắt non bị nhiễm từ rất nhanh khi đặt trong từ trường và khử từ gần như ngay khi từ trường mất. Nhờ vậy ta bật, tắt từ tính của nam châm điện theo ý muốn.
Nếu dùng lõi thép, thép giữ lại từ tính sau khi ngắt điện, nam châm sẽ không “tắt” hoàn toàn. Vì thế thép dùng làm nam châm vĩnh cửu, còn sắt non dùng làm nam châm điện.
Cách làm tăng lực từ của nam châm điện
| Cách làm | Kết quả |
|---|---|
| Tăng cường độ dòng điện qua ống dây | Lực từ mạnh hơn |
| Tăng số vòng dây của ống dây | Lực từ mạnh hơn |
| Có lõi sắt non trong ống dây | Lực từ mạnh hơn hẳn so với không có lõi |
Mẹo nhớ: lực từ tăng theo “dòng – vòng – lõi” (dòng điện lớn, nhiều vòng, có lõi sắt non).
Xác định cực của nam châm điện
Dùng quy tắc nắm tay phải: nắm bàn tay phải sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện qua các vòng dây, ngón cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng ống dây. Đầu ống dây có đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu kia là cực Nam.
Ứng dụng của nam châm điện
- Cần cẩu điện nâng, di chuyển sắt thép phế liệu, container.
- Chuông điện: nam châm hút, nhả thanh sắt làm búa gõ vào chuông.
- Rơle điện từ, công tắc tự động, khóa cửa điện từ.
- Loa điện, tàu đệm từ, thiết bị tách sắt khỏi rác.
Lỗi sai thường gặp
- Viết “lõi sắt” hoặc “lõi thép” thay vì lõi sắt non. Đây là chỗ hay mất điểm.
- Quên nói dây dẫn phải bọc cách điện (nếu không, các vòng dây chập nhau và dòng điện không đi theo từng vòng).
- Cho rằng nam châm điện luôn có từ tính. Thực tế chỉ có khi có dòng điện chạy qua.
Bài luyện tập
Câu 1. Vì sao cần cẩu chở sắt vụn dùng nam châm điện thay vì nam châm vĩnh cửu?
Đáp án: Với nam châm điện, ta ngắt dòng điện thì từ tính mất và sắt vụn rơi xuống đúng chỗ cần thả. Nam châm vĩnh cửu luôn hút nên không thả vật được. Ngoài ra, nam châm điện có thể chế tạo rất mạnh bằng cách tăng dòng điện.
Câu 2. Một học sinh quấn dây quanh chiếc đinh sắt rồi nối với pin thì thấy đinh hút được vài ghim giấy. Nêu hai cách để hút được nhiều ghim hơn.
Đáp án: Quấn thêm nhiều vòng dây hơn; dùng thêm pin nối tiếp để tăng cường độ dòng điện.
Câu 3. Khi đổi hai đầu dây nối vào pin cho nhau thì cực của nam châm điện thay đổi thế nào?
Đáp án: Chiều dòng điện đổi nên chiều đường sức từ đổi, hai cực Bắc – Nam đổi chỗ cho nhau, còn lực hút vẫn như cũ.
Câu hỏi thường gặp
Nam châm điện gồm những bộ phận nào?
Gồm ống dây dẫn (dây đồng bọc cách điện quấn nhiều vòng) và lõi sắt non đặt trong lòng ống dây, nối với nguồn điện.
Tại sao lõi của nam châm điện làm bằng sắt non mà không dùng thép?
Sắt non nhiễm từ nhanh và mất từ tính ngay khi ngắt điện, nên bật tắt từ tính được. Thép giữ lại từ tính nên không phù hợp để làm lõi nam châm điện.
Làm thế nào để tăng lực từ của nam châm điện?
Tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây, tăng số vòng dây và đặt lõi sắt non trong ống dây.
Nam châm điện có từ tính khi nào?
Chỉ khi có dòng điện chạy qua ống dây. Ngắt điện thì từ tính của nam châm điện gần như mất.