Mục lục
Nam châm vĩnh cửu (NCVC) là nam châm có độ bền từ tính, rất bền bỉ và bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Nam châm được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống và công nghiệp. Bài viết sẽ giới thiệu đến bạn NCVC và so sánh với nam châm điện cũng như ứng dụng.
1. Nam châm vĩnh cửu là gì?
Như tên gọi của nó cho thấy, nam châm vĩnh cửu (NCVC) là loại nam châm làm từ bất kỳ vật liệu từ tính nào mà các nguyên tử của nó đã được liên kết cố định để tạo ra một từ trường bền bỉ.
NCVC có thể được làm bằng một số vật liệu khác nhau, bao gồm hợp kim của nhôm, niken, coban và đôi khi đồng, sắt, titan; gốm; alnico; hợp kim của samari và coban; và hợp kim của neodymium, sắt, bo. Trong đó nam châm neodymium và samarium-coban cũng được phân loại là nam châm đất hiếm. Những nam châm này có độ bền vượt trội so với kích thước và khối lượng của vật liệu tạo ra nó.
2. Nam châm vĩnh cửu và nam châm điện
Thực tế khi nhìn chung, nam châm hoạt động trong hàng trăm ứng dụng xung quanh bạn hàng ngày. Tùy thuộc vào việc sử dụng mà bạn có thể sử dụng NCVC hay nam châm điện. Đây là hai loại nam châm hiện nay chúng ta có và giữa chúng có những đặc điểm và lợi ích khác nhau.
2.1. Nam châm điện
Chúng ta đã tìm hiểu về NCVC phía trên, bây giờ đến nam châm điện. Cũng giống như tên gọi, nam châm điện hoạt động dựa trên điện. Lực từ sinh ra khi mở dòng điện và dừng lại khi ngắt dòng điện. Một nam châm điện đơn giản được tạo ra bằng cách quấn dây dẫn điện chặt chẽ xung quanh một lõi sắt. Một khi dây được nối với điện, một từ trường sẽ được tạo ra bên trong lõi sắt đó. Không giống NCVC, từ trường dừng khi dòng điện ngừng.
2.2. Sự khác biệt
Sự khác biệt giữa NCVC và nam châm điện là 2 điểm chính: độ bền và sức mạnh từ tính.
Thứ nhất, NCVC được cho là sẽ giữ được độ bền từ tính vĩnh viễn. Tuy nhiên, nam châm điện lại có hoặc mất từ tính của chúng dựa trên việc cung cấp dòng điện.
Thứ hai, cường độ từ trường của nam châm vĩnh cửu phần lớn phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo nên nam châm. Cấu trúc vật lý vốn có của chúng quyết định lượng sức mạnh tối đa dựa trên vật liệu, kích thước và hình dạng. Đây là một số cố định không thay đổi sau khi từ hóa. Mặt khác, nam châm điện có sức mạnh của chúng dao động tùy thuộc vào lượng dòng điện được cung cấp. Cùng một nam châm điện có thể cung cấp nhiều cường độ từ trường.
2.3. Chọn nam châm vĩnh cửu
NCVC có lợi ích chính là hoạt động mà không cần nguồn điện, làm cho chúng tiết kiệm năng lượng và có thể dễ dàng di chuyển đến nhiều vị trí khác nhau. Hơn nữa, tính khả dụng của chúng với kích thước rất nhỏ khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng giới hạn về kích thước.
Tuy nhiên, nam châm vĩnh cửu lại gặp hạn chế về nhiệt độ hoạt động. Sự mất sức mạnh này trong môi trường quá nóng khiến chúng không phù hợp với một số ứng dụng, hoặc có yêu cầu làm mát đặc biệt. Cường độ từ tính cố định của chúng cũng có thể khiến chúng không hấp dẫn đối với những người dùng đang tìm kiếm sự linh hoạt cao.
2.4. Chọn nam châm điện
Nam châm điện có lợi ích chính là điều chỉnh được cường độ từ trường của chúng – bằng cách bật hoặc tắt nam châm và bằng cách điều chỉnh dòng điện. Chúng cũng có độ bền lớn hơn NCVC. Một số ước tính chỉ ra nam châm điện lớn nhất có thể mạnh hơn NCVC mạnh nhất là 20 lần.
Tuy nhiên vì cần một lượng lớn cuộn dây để tạo ra từ trường rất mạnh, nên kích thước của chúng có thể gây cản trở đối với một số ứng dụng.
Lưu ý: Bởi vì ngay cả nam châm vĩnh cửu mạnh nhất cũng không mạnh bằng nam châm điện mạnh nhất nên ứng dụng của chúng bị hạn chế, nhưng chúng vẫn có nhiều công dụng như ứng dụng nam châm neodymium trong động cơ điện. Những thứ đơn giản trong đời sống hơn sẽ là nam châm tủ lạnh, ổ cứng, máy ATM và thẻ tín dụng, loa và micrô,… Trên thực tế, động cơ điện hoạt động thông qua sự tương tác giữa nam châm điện và NCVC.
3. Kết
Như vậy, chúng ta đã biết nam châm có thể được tạo ra bởi hai cách và mang những đặc tính khác nhau. Đó là nam châm điện được tạo ra từ dòng điện và nam châm vĩnh cửu được tạo ra từ các vật liệu, hợp kim khác nhau.
