SỰ từ hóa các CHẤT sắt từ

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT - SẮT TỪ

Thực hiện: nhóm 5


NỘI DUNG
•
•
•
•
•

Các chất thuận từ, nghịch từ.
Các chất sắt từ.
Nam châm điện.
Hiện tượng từ trễ.
Ứng dụng chất sắt từ.


1. Các chất thuận từ và nghịch 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.
-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).


1. Các chất thuận từ và nghịch từ

1.1. Chất thuận 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...

Nhôm

Natri

platin


1. Các chất thuận từ và nghịch từ
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...


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


1. Các chất thuận từ và nghịch từ
Xem video về chất thuận từ 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, …


3. Nam châm điện
• 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.

Lõi thép

Lõi sắt non
•

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.

Khi khóa K đóng

A
ni P

Khi khóa K mở


MÔ HÌNH NAM CHÂM ĐIỆN


4. Hiện tượng từ trễ.
Từ trường
của lõi thép

B1

M

P
B’1

- B0

A

Q

L

-BC

O

B0

+ Khi từ trường ngoài (Bn) tăng từ 0
đến B0 thì từ trường của lõi thép (Bt)
tăng từ 0 đến B1 theo đường cong
OAM.
+ Khi Bn giàm từ B0 đến 0 thì Bt giảm
theo đường MP về giá trị B1’ khác 0.
B1’ gọi là từ dư

BC Từ trường + Khi Bn biến đổi từ 0 đến – B0 thì Bt
giảm theo đường PQN. Tại Q, Bt = 0,
ngoài

B = - B . B gọi là từ trường kháng từ
n

c

c

của lõi thép.

K
N

-B1

+ Khi Bn tăng từ -B0 đến B0 thì Bt tăng
theo đường NKLM. Quá trình sau đó xảy
ra theo đường cong kín, gọi là chu trình
từ trễ.


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


ỨNG DỤNG CỦA CÁC CHẤT SẮT TỪ
Một số ứng dụng sau:






Loa điện động
Loa điện từ
Micro
Ampe kế sắt
quay
 Rơle điện từ
 Cần cẩu điện


ỨNG DỤNG CỦA CÁC VẬT SẮT TỪ
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.


Rơle điện từ
a. 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.

Hình . Cấu tạo rơle điện từ tự động ngắt mạch


b. Rơle điện từ điều khiển việc ngắt mạch

Hình . Cấu tạo 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.


Cảm ơn cô và các bạn cú ý theo dõi


Câu hỏi trắc nghiệm

1. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Chất thuận từ là chất bị nhiễm từ rất mạnh, chất nghịch
từ là chất không bị nhiễm từ.
B. Chất thuận từ và chất nghịch từ đều bị từ hóa khi đặt
trong từ trường và bị mất từ tính khi từ trường ngoài mất
đi.
C. Các nam châm là các chất thuận từ.
D. Sắt và các hợp chất của sắt là các chất thuận từ.


Câu hỏi trắc nghiệm

2. Các chất sắt từ bị nhiễm từ rất mạnh là do:
A. Trong chất sắt từ có các miền nhiễm từ tự nhiên
giống như các kim nam châm nhỏ
B. trong chất sắt từ có các dòng điện phân tử gây ra từ
trường
C. chất sắt từ là chất thuận từ
D. chất sắt từ là chất nghịch từ


Câu hỏi trắc nghiệm

3. Chọn câu phát biểu đúng?
A. Nam châm điện là một ống dây có lõi sắt, khi có dòng điện
chạy qua ống dây lõi sắt bị nhiễm từ, khi ngắt dòng điện
qua ống dây từ tính của lõi sắt không bị mất đi.
B. Nam châm điện là một ống dây có lõi sắt, khi có dòng điện
chạy qua ống dây lõi sắt bị nhiễm từ rất mạnh, khi ngắt
dòng điện qua ống dây từ tính của lõi sắt bị mất đi.
C. Nam châm vĩnh cửu là các nam châm có trong tự nhiên, con
người không tạo ra.
D. Từ tính của nam châm vĩnh cửu là không đổi, không phụ
thuộc các yếu tố bên ngoài.


Câu hỏi trắc nghiệm
4. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Các chất sắt từ được ứng dụng để chế tạo ra các
nam châm điện và nam châm vĩnh cửu.
B. Các chất sắt từ được ứng dụng để chế tạo lõi thép
của các động cơ, máy biến thế.
C. Các chất sắt từ được ứng dụng để chế tạo băng từ
để ghi âm, ghi hình.
D. Các chất sắt từ được ứng dụng để chế tạo ra các
dụng cụ đo lường không bị ảnh hưởng bởi từ trường bên
ngoài.


Câu hỏi trắc nghiệm
5.Chọn phát biểu sai:
A. Khi ngắt dòng điện trong cuộn dây của nam châm thì từ tính
của lõi sắt mất rất nhanh.

B. Sắt có từ tính mạnh là vì trong sắt có những miền từ hoá tự
nhiên.
C. Trong thiên nhiên có rất nhiều nguyên tố hoá học thuộc loại chất
sắt từ.
D. Chu trình từ trễ chứng tỏ sự từ hoá của sắt phụ thuộc một cách
phức tạp vào từ trường gây ra sự từ hoá.