Sách Vật lý/Điện từ/Từ trường/Nam châm

Người cổ đại đã học về từ tính từ đá vôi (hoặc từ tính) là những mảnh quặng sắt được từ hóa tự nhiên. Từ magnet đã được đưa vào tiếng Anh từ tiếng Latin magnetum " cục nam châm ", mà đến từ Hy Lạp μαγνῆτις [λίθος] (Magntis [lithos]) có nghĩa là "[đá] từ Magnesia", một phần của Hy Lạp cổ đại nơi tìm thấy các lodestone có từ tính. Lodestone, được treo lơ lửng để chúng có thể quay, là những la bàn từ tính đầu tiên. Các mô tả sớm nhất còn tồn tại của nam châm và tính chất của chúng là từ Hy Lạp, Ấn Độ và Trung Quốc khoảng 2500 năm trước. Các đặc tính của lodestone và mối quan hệ của chúng đối với sắt được Pliny the Elder viết lại trong bách khoa toàn thư của ông Naturalis Historia. Vào thế kỷ 12 đến 13 sau Công nguyên, la bàn từ tính đã được sử dụng trong định vị hoa tiêu ở Trung Quốc, Châu Âu, Bán đảo Ả Rập và các nơi khác.[4]

Nam châm thường

Nam châm là một vật liệu hoặc vật thể tạo ra từ trường. Từ trường này vô hình và có khả năng tạo ra lực từ hút các vật liệu sắt nằm kề bên nam châm . Thí dụ như nam châm vành hút sắt ở dưới

Mọi Nam châm đều có 2 cực , Cực bắc và Cực nam . Từ trường tạo ra từ các đường sức lực (Lực từ) đi từ cực bắc đến cực nam . Khả năng hút vật liệu từ như Sắt, Nam châm khác về hướng mình

Nam châm điện

Nam châm điện được tạo ra từ các dẩn điện có dòng điện khác không chảy trong dẩn điện . Khi có dòng điện khác không chảy trong dẩn điện, Từ trường sản sinh . Khi dòng điện bằng không, từ trường biến mất . Từ trường của nam châm điện giống như từ trường của nam châm thường tạo ra từ các đường lực từ đi từ cực bắc (Cực dương của điện nguồn) đến cực nam (Cực âm của điện nguồn) và có khác năng hút các từ vật nằm cận kề .

Ưu điểm chính của một nam châm điện là từ trường có thể được thay đổi nhanh chóng trong một phạm vi rộng của các giá trị bằng cách kiểm soát sức mạnh của dòng điện. Theo định luật Ampere, Từ trường của dẩn điện tùy thuộc vào số từ cảm cuộn dây và dòng điện trong cuộn dây được tính bằng công thức sau

$B=LI$

Sau đây là cách tính cường độ từ trường của một số dẩn điện

Từ trường của cộng dây thẳng dẩn điện	$B=LI={\frac {\mu }{A}}I={\frac {2\pi r}{l}}I$
Từ trường của vòng tròn dẩn điện	$B=LI={\frac {\mu }{A}}I={\frac {2\pi }{l}}I$
Từ trường của N vòng tròn dẩn điện	$B=LI={\frac {\mu }{A}}I={\frac {N\mu }{l}}I$

Từ cảm cuộn dây tỉ lệ thuận với chiều dài, số vòng quấn và tỉ lệ nghịch với diện tích của cuộn dây được tính bằng công thức sau

$L={\frac {B}{I}}$

Từ cảm của cộng dây thẳng dẩn điện	$L={\frac {2\pi r}{l}}$
Từ trường của vòng tròn dẩn điện	$L={\frac {2\pi }{l}}$
Từ trường của N vòng tròn dẩn điện	$B={\frac {N\mu }{l}}$

Nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu là một nam châm đả được tôi luyện từ từ vật (Thép, Sắt) nhiểm từ của nam châm điện . Để có Nam châm vĩnh cửu , một từ vật được để bên trong các vòng quấn của một nam châm điện tạo ra từ cuộn từ dẩn điên. Khi có dòng điện khác không chảy trong cuộn từ, cuộn từ sản sinh từ trường . Từ trường này tạo ra từ nhiểm trên từ vật . Từ vật trở thành nam châm

Cách tính từ cảm và từ nhiểm

Từ cảm của cuộn từ dẩn điện

$B=LI={\frac {N\mu }{l}}I$

Từ nhiểm của lõi dẫn từ

$H={\frac {B}{\mu }}$