THCS TÔ NGỌC VÂN

Được sự quan tâm của Ban giám hiệu, sự tham mưu của tổ chuyên môn KHTN, các giáo viên bộ môn KHTN trường THCS Tô Ngọc Vân đã lên kế hoạch, từng bước hỗ trợ học sinh tạo ra các sản phẩm thực tế, gắn liền với kiến thức chương trình KHTN 7. Tạo hứng thú học tập cho học sinh, từ sản phẩm thực tế, kiến thức về nam châm được khắc sâu trong học sinh qua các tiết học môn KHTN kết hợp làm sản phẩm từ kiến thức được cung cấp vào tiết trải nghiệm. Sản phẩm hôm nay các học sinh tiến hành tìm hiểu và chế tạo lại đó là "Nam châm điện".

NAM CHÂM ĐIỆN LÀ GÌ?

Từ xa xưa, người Hy Lạp cổ đại đã tìm ra được một loại đá kì lạ có khả năng hút sắt. Sau đó khoảng 300 năm người Trung Quốc đã chế tạo ra được những cái la bàn đầu tiên dựa vào đặc tính của loại đá này. Người ta gọi đó là nam châm.

Cấu tạo của nam châm gồm hai cực Nam, Bắc. Hai cực của nam châm với những đường từ chạy từ hai cực tạo ra từ trường. Trong phạm vi từ trường, nam châm có thể hút những vật có cảm ứng từ cao như sắt hoặc niken.

Đặc tính này của nam châm có tính ứng dụng rất lớn vào việc chế xuất thiết bị, dụng cụ ứng dụng cho cuộc sống. Tuy nhiên, từ trường trong nam châm tự nhiên khá yếu. Từ trường trong nam châm vĩnh cửu có tính cố định gây ra rất nhiều hạn chế trong sản xuất. Chính vì vậy, nam châm điện ra đời, đáp ứng những biến thiên về từ trường cần có.

Nam châm điện thực chất là một dụng cụ tạo ra từ trường. Bằng cách sử dụng lõi sắt khuếch đại, dây dẫn và dòng điện, chúng tạo ra được từ trường riêng và có những đặc tính giống như nam châm vĩnh cửu. Nhưng khác với nam châm vĩnh cửu, cảm ứng từ của nam châm điện có thể thay đổi được bằng cách thay đổi dòng điện chạy ra cuộn dây.

ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA NAM CHÂM ĐIỆN

Cấu tạo dựa trên 3 yếu tố chính đó là: cuộn dây, lõi sắt và dòng điện. Trong đó:

• Cuộn dây đóng vai trò như vật dẫn tạo từ trường
• Lõi sắt đóng vai trò tích tụ và khuếch đại từ trường
• Dòng điện chạy qua cuộn dây, kết hợp với các vòng xoắn cuộn dây tạo ra từ trường. Chỉ khi có dòng điện đi qua, nam châm điện mới có từ tính.

Dựa theo vai trò và công dụng của các bộ phận trong nam châm, namchamvina.com khuyên bạn nên sử dụng dây đồng làm dây dẫn. Sợi dây đồng càng nhỏ, càng dài thì việc dẫn, tạo từ trường càng tốt. Lõi dẫn nên sử dụng lõi dẫn có cảm ứng từ tốt, có độ từ thẩm lớn và cảm ứng bão hòa cao. Sắt là một vật liệu thích hợp để làm lõi dẫn.

CÁCH TẠO RA MỘT NAM CHÂM ĐIỆN

Có hai loại nam châm điện được ứng dụng phổ biến hiện nay, đó là loại nam châm điện một chiều và nam châm điện xoay chiều.

• Nam châm điện một chiều được cấu tạo từ cuộn dây điện có nguồn cấp một chiều. Điện từ được sinh ra từ loại nam châm này có cường độ, không bị phụ thuộc bởi mạch từ. Khi vận hành êm, không gây ra tiếng động.
• Nam châm điện xoay chiều thường được ứng dụng trong nhà máy, xí nghiệp để nâng đỡ vật có khối lượng lớn. Khi vận hành, loại nam châm này thường tạo ra độ rung lớn do đó cần thiết kế hệ thống chống rung đi kèm.

Để tạo ra nam châm điện vô cùng đơn giản. Bạn có thể thực hiện ngay tại nhà cùng các vật liệu dễ kiếm.

CHUẨN BỊ

• 01 cuộn dây đồng.
• 01 đinh ốc dài
• 01 hòn pin đại
• Băng keo dán điện, kéo, kim băng

CÁCH THỰC HIỆN

Để tạo ra một nam châm điện, bạn thực hiện theo từng bước như hướng dẫn dưới đây:

• Sử dụng băng dán cách điện dán xung quanh con ốc được dùng làm lõi. Chừa hai đầu ốc không dán.
• Đầu tiên dùng dao tách lớp mạ bên ngoài sợi dây đồng. Sau đó, quấn dây đồng thành từng vòng xung quanh chiếc đinh sao cho các vòng càng khít, càng chặt càng tốt.
• Dán hai đầu của dây đồng vào hai đầu cực dương, âm của cục pin đã được chuẩn bị trước.

Hoàn thành những bước trên là bạn đã có một nam châm điện. Bây giờ, hãy cho hai đầu đinh ốc đến gần kim băng hoặc một vật dụng kim loại bất kì. Lúc này con ốc đã trở thành một nam châm điện nhờ nguồn điện chạy qua cuộn dây đồng nên có thể hút kim băng.

LƯU Ý KHI THỰC HIỆN

Trong quá trình chế tạo nam châm điện, bạn có thể thay đổi cường độ dòng điện bằng cách tăng số vòng dây cuốn quanh hoặc lựa chọn sợi dây đồng lõi nhỏ để sử dụng.

ỨNG DỤNG CỦA NAM CHÂM ĐIỆN TRONG CUỘC SỐNG

Trong cuộc sống, nam châm điện được ứng dụng khá rộng rãi. Trong các nhà máy, xí nghiệp, trong các cơ sở y tế hay thậm chí trong các vật dụng quen thuộc trong gia đình.

• Trong nhà máy, xí nghiệp: nam châm điện được sử dụng để nâng các vật bằng kim loại có khổi lượng lớn…
• Trong cơ sở ý tế: được sử dụng để sản xuất máy móc hay thậm chí ứng dụng trực tiếp vào y học.
• Trong sản xuất: ứng dụng để làm các động cơ máy móc, động cơ điện, máy phát điện để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học hoặc ngược lại….

Kết hợp công nghệ thông tin, học sinh đã lưu giữ được các khoảnh khắc thú vị, các bước tiến hành làm sản phẩm để giới thiệu đến mọi người. Dưới đây là sản phẩm của học sinh Nguyễn Đặng Quang Minh lớp 7.7 trường THCS Tô Ngọc Vân.

Sản phẩm của Đan Linh lớp 7/7 trường THCS Tô Ngọc Vân

Sản phẩm của Đỗ Ngọc Huyền (lớp 7/7)

Sản phẩm nam châm điện của Nguyễn Khang lớp 7/7

Sản phẩm nam châm điện của Bảo Ngọc lớp 7/7

Kết quả nhận lại sau tiết học là sự hào hứng của học trò, sản phẩm đạt chất lượng về kiến thức, kỹ năng, sự sáng tạo đ hình thành trong mỗi video sản phẩm.