Bài 34. Sự từ hoá các chất, sắt từ

Mẫu sắt từ không đặt trong từ trường ngoài Mẫu sắt từ đặt trong từ trường ngoài → 0 B + Một mẫu sắt từ được cấu tạo từ rất nhiều miền từ hoá tự nhiên được coi như các kim nam châm nhỏ..

BÀI 34

+ Hiện tượng từ hoá: Các chất trong thiên nhiên khi đặt trong

từ trường đều bị nhiễm từ.

+ Một số chất có tính từ hoá mạnh Số còn lại có tính từ hoá

yếu Những chất có tính từ hoá yếu gồm chất thuận từ và

nghịch từ.

+ Nguyên nhân của sự nhiễm từ ở các chất thuận từ và nghịch

từ là do các dòng điện kín trong phân tử (do sự chuyển động

của các e - trong nguyên tử tạo thành).

+ Đặc điểm: Khi khử từ trường ngoài thì từ tính của các

chất thuận từ và nghịch từ cũng bị mất đi.

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT SẮT TỪ

2 Các chất sắt từ.

+ Các chất có tính từ hoá mạnh gọi là chất sắt từ: sắt, niken, côban,…

Hãy giải thích tính từ hoá mạnh ở chất sắt từ?

Mẫu sắt từ không đặt trong từ

trường ngoài Mẫu sắt từ đặt trong từ trường ngoài

→

0 B

+ Một mẫu sắt từ được cấu tạo từ rất nhiều miền từ hoá tự nhiên được coi như các kim nam châm nhỏ.

+ Khi chưa có từ trường ngoài, các kim nam châm nhỏ sắp xếp hỗn độn

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT SẮT TỪ

2 Các chất sắt từ.

Mẫu sắt từ không đặt trong từ

trường ngoài Mẫu sắt từ đặt trong từ trường

ngoài

→

0

B

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT SẮT TỪ

3 Nam châm điện Nam châm vĩnh cữu.

+ Cho dòng điện qua ống dây có lõi sắt thì lõi sắt bị từ hoá Từ trường tổng hợp lớn gấp hàng trăm, hàng ngàn lần so với từ trường ngoài.

+ Ống dây mang dòng điện có thêm lõi sắt gọi là nam châm

+ Chất sắt từ mà từ tính tồn tại khá lâu Chất sắt từ như

vậy gọi là chất sắt từ cứng.

B1

L

BC-BC

+ Khi từ trường ngoài (B n ) tăng từ

0 đến B 0 thì từ trường của lõi thép (B t ) tăng từ 0 đến B 1 theo đường cong OAM.

+ Khi B n giàm từ B 0 đến 0 thì B t giảm theo đường MP về giá trị

B 1 ’ khác 0 B 1 ’ gọi là từ dư

B’1

+ Khi B n biến đổi từ 0 đến – B 0 thì

B t giảm theo đường PQN Tại Q,

B t = 0, B n = - B c B c gọi là từ trường kháng từ của lõi thép.

Q

O

+ Khi B n tăng từ -B 0 đến B 0 thì B t tăng theo đường NKLM Quá trình sau đó xảy ra theo đường cong kín, gọi là chu trình từ trễ.

Sự từ hoá của các chất có nhiều ứng dụng trong đời sống, kĩ thuật, nghiên cứu khoa học: nam châm trong cửa tủ, chuông điện, ống nghe, cần cẩu điện, thiết bị ghi và đọc âm thanh, …

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT SẮT TỪ

5 Ứng dụng của các vật sắt từ

Thiết bị ghi và đọc âm:

+ Cấu tạo:

- Đầu từ: nam châm điện có lõi bằng sắt từ mềm.

- Băng từ: lớp nền bằng chất dẻo, trên có phủ lớp sắt từ cứng

+ Nguyên tắc ghi âm: âm nói trước micrô  dao động điện  khuếch đại  cuộn dây của đầu từ ghi  lõi sắt bị từ hoá thành

2 cực 2 bên khe từ  lớp bột sắt bị từ hoá theo đúng dao động âm.

+ Nguyên tắc phát âm: băng từ chạy qua đầu từ đọc  hiện

tượng cảm ứng điện từ làm xuất hiện dao động điện trong cuộn dây  khuếch đại  loa phát ra âm.

•Loa điện động:

Hình 1.1 Cấu tạo loa điện động

Cấu tạo: Loa gồm một nam châm hình trụ có hai cực

lồng vào nhau , cực S ở giữa và cực N ở xung quanh, giữa hai cực tạo thành một khe từ có từ trường khá

mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ, màng loa được đỡ bằng gân cao su

mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng dao động ra

vào.

Hoạt động: Khi ta cho dòng điện âm tần ( điện xoay

dây tạo ra từ trường biến thiên và bị từ trường cố định của nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động

màng loa dao động theo và phát ra âm thanh

⇒

Nguyên lý làm việc của loa điện động: Cuộn dây động của loa

nằm trong từ trờng của nam châm có cực bắc (N) ở trong lòng cuộn dây, cực nam (S) ở vòng chung quanh cuộn dây Khi dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây động của loa thì nó sinh ra một từ trường biến đổi Cuộn dây động nằm trong từ trường biến đổi thì

sẽ di chuyển dọc theo khe từ, theo quy luật bàn tay trái.

Nếu từ trường của nam châm toả ra chung quanh và dòng điện chạy theo chiều mũi tên, thì theo quy luật bàn tay trái cuộn dây động của loa sẽ bị kéo xuống Khi dòng điện đổi chiều, nghĩa là dòng điện chạy theo chiều mũi tên đứt đoạn thì theo quy luật bàn tay trái, cuộn dây động của loa sẽ bị kéo lên Do đó, khi dòng

điện âm tần chạy qua cuộn dây động thì cuộn dây sẽ rung theo nhịp điệu đó Rung động này truyền sang màng loa, làm cho

màng loa rung động, nên tai nghe đợc âm thanh Nón loa càng rộng thì âm thanh càng trầm.

Loa điện từ:

Hình 2.1 Cấu tạo của loa điện từ

Loa điện từ còn gọi là loa kim

Cấu tạo: Hình 2.1, trong đó: a là nam châm, b là cuộn dây, c

là lỡi gà, d là màng loa bằng giấy, đ là sờn loa, 3 là hai

miếng sắt chữ U, f là các miếng sắt non, g là cần câu, một

đầu gắn vào lưỡi gà, một đầu gắn vào chóp nón loa.

Nam châm có thể là hình trụ hay hình móng ngựa Bộ phận động cơ của loa có thể lắp ở phía sau nón loa như trong hình trên, có thể lắp trên giá gỗ ở phía nón loa.

Hoạt động: Khi có dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây thì

cuộn dây và lưỡi gà nằm trong một từ trường không đổi của nam châm.

Khi dòng diện âm tần chạy qua cuộn dây loa thì tạo nên từ trường biến đổi Lưỡi gà nằm trong từ trường này, nên bị

rung động theo tần số của dòng điện chạy qua cuộn dây Hệ thống cần câu này truyền rung động này tới màng loa Mang loa rung động và phát ra âm thanh.

Micro:

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.

Ampe kế sắt quay:

Hình 4.1 Cấu tạo của ampe kế sắt quay

Bộ phận chủ yếu của ampe kế sắt quay gồm một ống dây dẹt D và một tấm sắt S đặt gần một đầu ống dây Khi cho dòng điện vào ống dây thì tấm sắt S bị hút vào trong lòng ống dây làm quay trục T Do đó kim lệch khỏi vạch số không Khi đó lò xo L bị xoắn lại

và gây ra mômen cản.

Ampe kế sắt quay có cấu tạo đơn giản, chịu được

những quá tải khá lớn Vì vậy chúng được dùng rộng rãi trong kĩ thuật.

Rơle điện từ:

1.Rơle tự động:

Hình 5.1 Cấu tạo rơle tự động

Hình 5.1 là sơ đồ nguyên tắc cấu tạo một kiểu rơle điện từ tự động ngắt mạch Trong sơ đồ đó N là nam

dữ 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 thị nam

kéo dao D bật ra khỏi thanh tiếp xúc T Vì vậy dòng điện bị ngắt.

Rơ le nói trên gọi là rơle dòng cực đại Người ta còn chế tạo nhiều kiểu rơle khác được dùng với nhiều

mục đích tự động khác nhau.

2)Rơle điều khiển:

Hình 5.2 Cấu tạo của rơle điều khiển

Hình 5.2 là sơ đồ nguyên tắc hoạt động của một rơ le điều khiển việc đóng ngắt mạch điện 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 vâyj 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.

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

trường ngoài bị triệt tiêu?

a Chất sắt từ mềm

b Chất sắt từ cứng

c Chất thuận từ và nghịch từ

d Chất sắt từ mềm, chất thuận từ và nghịch từ