SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT SẮT TỪ

Các chất thuận từ và nghịch từ-Tùy theo sự sắp xếp của các dòng điện trong phân tử mà từ trường của các dòng điện trong phân tử có thể khử lẫn nhau hoàn toàn chất nghịch từ hoặc không ho

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT - SẮT TỪ

Th c hi n: nhóm 5ự ệ

1 Các chất thuận từ và nghịch từ

-Tùy theo sự sắp xếp của các dòng điện trong phân tử mà từ trường của các dòng điện trong phân tử có thể khử lẫn nhau hoàn toàn (chất nghịch từ) hoặc không hoàn toàn (chất thuận từ)

-Các chất trong tự nhiên khi đặt trong từ trường đều bị từ hoá Tuy nhiên không phải chất nào cũng có khả năng bị từ hoá như nhau Chỉ một số chất có tính từ hoá mạnh (sắt từ - sẽ xét ở phần sau) và

đa số còn lại là các chất có tính từ hoá yếu, bao gồm: chất thuận

từ và chất nghịch từ.

1.1 Chất thuận từ

1 Các chất thuận từ và nghịch từ

• Mômen từ của chất thuận từ rất nhỏ Chúng không giữ được từ tính,

mà lập tức bị mất đi khi ngắt từ trường ngoài.

• Một số chất thuận từ điển hình là Al, Na, O2, Pt

platin

1.2 Chất nghịch từ

• Chất nghịch từ là chất không có mômen từ nguyên tử (tức là mômen

từ sinh ra do các điện tử bù trừ lẫn nhau), vì thế khi đặt một từ trường ngoài vào, nó sẽ tạo ra các mômen từ ngược với từ trường ngoài

• Vật nghịch từ sẽ bị đẩy ra khỏi từ trường

• Tính nghịch từ là rất yếu

• Các chất nghịch từ điển hình là H2O, Si, Bi, Pb, Cu, Au

1 Các chất thuận từ và nghịch từ

Trong từ trường thì các chất thuận từ và nghịch từ bị từ hoá, nhưng khi ta khử từ trường ngoài thì các vật này nhanh chóng trở lại trạng thái bình thường, khi đó từ tính của chúng bị mất

Xem video về chất thuận từ nghịch từ …

1 Các chất thuận từ và nghịch từ

2 Các chất sắt từ:

• Các chất có tính từ hoá mạnh hợp thành một nhóm gọi là chất sắt từ Các chất sắt từ điển hình: Fe, Ni, Co, Gd,…

• Tính từ hoá mạnh ở sắt được giải thích là do sắt có cấu trúc đặc biệt về phương diện từ

Sắt - một chất điển hình của nhóm sắt từ

2 Các chất sắt từ:

a Mẫu sắt từ không đặt trong từ trường

b Mẫu sắt từ đặt trong từ trường ngoài

Phân loại:

Sắt từ mềm

• Dễ từ hóa và dễ khử từ

• Thường được dùng làm vật

liệu hoạt động trong từ

trường ngoài, ví dụ như lõi

biến thế, lõi nam châm điện,

các lõi dẫn từ

• Một số loại sắt từ mềm: tôn

silic, hợp kim Permalloy,

hợp kim FeCo, gốm ferrite

MO.Fe2O3, hợp kim vô định

hình và nano tinh thể

Sắt từ cứng

• Khó khử từ và khó bị từ hóa

• Dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu hoặc được sử dụng làm vật liệu ghi từ trong các ổ đĩa cứng, các băng từ

• Một số loại sắt từ cứng: hợp kim AlNiCo, gốm ferrite (BaFexO, SrFexO), sắt từ cứng liên kim loại chuyển tiếp - đất hiếm, hợp kim FePt và CoPt, nam châm tổ hợp trao đổi đàn hồi, …

Pin

Lõi thép Lõi sắt non

Khi khóa K đóng

Khi khóa K mở

• Cho dòng điện chạy qua một ống dây có lõi sắt thì lõi sắt được từ

hóa Từ trường của dòng điện trong ống dây gọi là từ trường ngoài.

• Thay lõi sắt bằng một lõi thép

thì từ trường tổng hợp cũng

lớn gấp nhiều lần so với từ

trường ngoài sau khi ngắt

dòng điện trong ống dây, từ

tính của thép còn giữ được

một thời gian dài Thanh thép

trở thành một nam châm vĩnh

cửu hay gọi tắt là nam châm.

3 Nam châm điện

MÔ HÌNH NAM CHÂM I N Đ Ệ

4 Hiện tượng từ trễ.

T tr ng ừ ườ

c a lõi thép ủ

T tr ng ừ ườ ngoài

Q

B1

L

BC-BC

+ Khi B n giàm từ B 0 đến 0 thì B t giảm theo đường MP về giá trị B 1 ’ khác 0

4 Hiện tượng từ trễ

• Từ trễ (magnetic hysteresis) là hiện tượng bất thuận nghịch giữa

quá trình từ hóa và đảo từ ở các vật liệu sắt từ do khả năng giữ lại từ tính của các vật liệu sắt từ

• Khi lõi thép bị từ hoá bởi từ trường ngoài, triệt tiêu từ trường ngoài,

trong lõi thép vẫn còn tồn tại từ trường, gọi là từ dư

• Khi lõi thép có từ dư, ta thấy từ trường ngoài có chiều ngược với

chiều của từ dư và độ lớn bằng B, khi đó từ trường lõi thép bị triệt

tiêu B được gọi là từ trường kháng từ

• Đường cong kín hay chu trình từ trễ của một chất diễn tả sự phụ

thuộc của sự từ hoá trong chất đó vào từ trường ngoài

Thực chất cấu tạo micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo micro giống loa nhưng micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy điện trở của cuộn dây micro là rất lớn khoảng 600Ω (điện trở loa từ 4Ω - 16Ω ) ngoài ra màng micro cũng được cấu tạo rất mỏng

để dễ dàng dao động khi có âm thanh tác động vào Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngược lại, micro đổi âm thanh thành dòng điện âm tần.

ỨNG DỤNG CỦA CÁC VẬT SẮT TỪ

Rơle điện từ

Hình Cấu tạo rơle điện từ tự động ngắt mạch

Trong sơ đồ bên N là nam châm điện, S

là lá sắt Lò xo L1 kéo lá sắt S và do đó

giữ cho dao D không bị bật ra.

Nếu vì một lí do nào đó (ví dụ bị chập

mạch) dòng điện trong mạch tăng quá

mức cho phép thì nam châm điện N hút

lá sắt S về phía nó Khi đó lò xo L2 kéo

dao D bật ra khỏi thanh tiếp xúc T Vì

vậy dòng điện bị ngắt.

a Rơle điện từ tự động ngắt mạch

Hình Cấu tạo rơle điện từ điều khiển việc ngắt mạch

b Rơle điện từ điều khiển việc ngắt mạch

Bộ phận chủ yếu của rơ le là nam châm điện N Khi đóng khoá K thì N hút thanh sắt S Thanh sắt này mang bộ phận tiếp xúc, vì vây khi hút về phía nam châm điện

nó sẽ đóng mạch điện công tác Khi mở khoá K nam châm điện N nhả thanh sắt S nhờ lò xo L, do đó mạch bị ngắt.

Với rơle này ta có thể dùng dòng điện nhỏ để đóng mạch công tác trong đó thường

có dòng điện rất lớn Cách mắc rơ le này thường được dùng để điều khiển mạch công tác ở cách xa nơi điều khiển.

C m n cô v các b n cú ý theo dõi ả ơ à ạ

Câu h i tr c nghi m ỏ ắ ệ

1 Phát bi u n o sau ây l ể à đ à úng đ ?

A Ch t thu n t l ch t b nhi m t r t m nh, ch t ngh ch t l ấ ậ ừ à ấ ị ễ ừ ấ ạ ấ ị ừ à

ch t không b nhi m t ấ ị ễ ừ

B Ch t thu n t v ch t ngh ch t u b t hóa khi t trong ấ ậ ừ à ấ ị ừ đề ị ừ đặ

t tr ng v b m t t tính khi t tr ng ngo i m t i ừ ườ à ị ấ ừ ừ ườ à ấ đ

C Các nam châm l các ch t thu n t à ấ ậ ừ

D S t v các h p ch t c a s t l các ch t thu n t ắ à ợ ấ ủ ắ à ấ ậ ừ

3 Ch n câu phát bi u ọ ể đ úng?

A Nam châm i n l m t ng dây có lõi s t, khi có dòng i n đ ệ à ộ ố ắ đ ệ

ch y qua ng dây lõi s t b nhi m t , khi ng t dòng i n qua ạ ố ắ ị ễ ừ ắ đ ệ

ng dây t tính c a lõi s t không b m t i

B Nam châm i n l m t ng dây có lõi s t, khi có dòng i n đ ệ à ộ ố ắ đ ệ

ch y qua ng dây lõi s t b nhi m t r t m nh, khi ng t dòng ạ ố ắ ị ễ ừ ấ ạ ắ

i n qua ng dây t tính c a lõi s t b m t i

C Nam châm v nh c u l các nam châm có trong t nhiên, con ĩ ử à ự

ng i không t o ra.ườ ạ

D T tính c a nam châm v nh c u l không i, không ph thu c ừ ủ ĩ ử à đổ ụ ộ

các y u t bên ngo i.ế ố à

Câu h i tr c nghi m ỏ ắ ệ

4 Phát bi u n o sau ây l ể à đ à không úng? đ

5.Ch n phát bi u sai:ọ ể

A Khi ng t dòng i n trong cu n dây c a nam châm thì t tính c a ắ đ ệ ộ ủ ừ ủlõi s t m t r t nhanh.ắ ấ ấ

B S t có t tính m nh l vì trong s t có nh ng mi n t hoá t nhiên.ắ ừ ạ à ắ ữ ề ừ ự

C Trong thiên nhiên có r t nhi u nguyên t hoá h c thu c lo i ch t ấ ề ố ọ ộ ạ ấ

s t t ắ ừ

D Chu trình t tr ch ng t s t hoá c a s t ph thu c m t cách ừ ễ ứ ỏ ự ừ ủ ắ ụ ộ ộ

ph c t p v o t tr ng gây ra s t hoá.ứ ạ à ừ ườ ự ừ

Câu h i tr c nghi m ỏ ắ ệ

6 Chất nào sau đây có từ tính tồn tại khá lâu sau khi từ trường ngoài bị triệt tiêu?

7 Chất nào sau đây có từ tính bị mất rất nhanh sau khi từ trường ngoài

Câu 8 Ch t n o sau ây l ch t s t t i n ấ à đ à ấ ắ ừđ ể hình:

B Fe, Ag, Al, Cu

sai

1 Vì sao Fe bắt đầu mất từ tính ở nhiểt độ Curie

cao, cấu trúc tinh thể của sắt và các vật liệu từ khác bị phá hủy, lúc

đó sẽ phá vỡ trật tự về định hướng của từ trường trong các đômen, chúng không còn từ hóa được nữa