Từ tính là một lực vô hình, gây ra bởi các electron trong nguyên tử tạo nên mọi thứ xung quanh chúng ta. Từ quần áo đến bàn làm việc của bạn, mọi vật chất đều được tạo ra từ các hạt nhỏ gọi là nguyên tử. Nguyên tử có các electron mang điện tích âm quay xung quanh chúng. Hầu hết thời gian, electron quay theo các hướng ngẫu nhiên. Khi tất cả các electron quay theo cùng một hướng, chúng sẽ tạo ra một lực vô hình gọi là từ tính.
Một ngôi sao sụp đổ, được gọi là sao neutron, có lực từ trường mạnh nhất so với bất kỳ vật thể nào trong vũ trụ.
Nam châm là một vật có từ trường (một dạng từ tính không nhìn thấy được). Một nam châm hút hoặc đẩy các vật khác.
Nam châm thường được làm từ sắt hoặc thép, nhưng nhôm, thép-sắt, đồng, niken và coban cũng có thể được làm thành nam châm cực mạnh.
Hình minh họa dưới đây cho thấy một từ trường hoặc lực từ phân bố trong không gian xung quanh và bên trong một nam châm.
.svg)
1. Nam châm thanh - Công suất của nam châm tập trung ở các cực và nhỏ hơn ở các phía. Nam châm dạng thanh thường có hình dạng yếu nhất vì các cực có diện tích nhỏ nhất. Chúng là hình dạng phổ biến nhất được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày như nam châm tủ lạnh và la bàn. Chúng cũng thường được sử dụng cho các cuộc biểu tình trong lớp học. Đây là những loại nam châm rẻ nhất và dễ thay thế nhất.
2. Nam châm hình móng ngựa - Nam châm hình móng ngựa chỉ là một thanh nam châm được uốn cong theo hình chữ U. Hình chữ U làm cho nam châm mạnh hơn bằng cách hướng các cực theo cùng một hướng. Ban đầu được tạo ra để thay thế cho nam châm thanh, hình dạng này đã trở thành biểu tượng chung cho nam châm. Nó có thể được sử dụng để lấy các vật kim loại có kích thước bất kỳ tùy thuộc vào độ bền của nam châm móng ngựa. Ví dụ, những chiếc móng ngựa nhỏ có thể thu thập những chiếc kẹp giấy trong khi nam châm hình móng ngựa kích thước công nghiệp được sử dụng trong xây dựng và kỹ thuật để lấy những mảnh kim loại nặng lớn. Nam châm hình móng ngựa cũng được sử dụng ở dưới cùng của con lắc.
3. Nam châm đĩa - Bằng cách thay đổi hình dạng của một nam châm, chúng ta có thể tăng diện tích của các cực, do đó tăng cường độ kéo của nó. Do bề mặt phẳng, rộng nên nam châm đĩa có diện tích cực lớn nên là nam châm mạnh, hiệu quả.
Tùy theo kích thước của đĩa mà hình dạng này có nhiều cách sử dụng khác nhau. Nam châm đĩa được sử dụng hàng ngày trong quần áo, phụ kiện thời trang và trang trí nhà cửa. May nam châm đĩa vào quần áo là một cách tuyệt vời để giữ vải lại với nhau. Nam châm đĩa cỡ công nghiệp được sử dụng phổ biến để gắp xe cũ tại các bãi phế liệu.
.svg)
4. Nam châm hình cầu - Nam châm hình cầu thường được bán dưới dạng đồ chơi và các mặt hàng mới. Nam châm hình cầu làm đồ chơi để bàn phổ biến như trứng rắn chuông. Hình dạng này cũng có thể được sử dụng để tạo ra vòng tay và vòng cổ. Nam châm hình cầu cũng là công cụ hữu hiệu khi chứng minh cấu trúc của một số nguyên tố và phân tử nếu bạn sử dụng hình cầu để biểu diễn nguyên tử.
5. Nam châm cuộn - Nam châm là một cuộn dây xoắn được gọi là nam châm điện và chúng là một số nam châm mạnh nhất tồn tại. Tuy nhiên, chúng chỉ trở nên nhiễm từ khi có dòng điện chạy qua dây dẫn vào chính nam châm. Cường độ và cực của từ trường do nam châm điện tạo ra có thể điều chỉnh được dựa trên dòng điện chạy qua dây dẫn. Nam châm điện được sử dụng trong các bộ phận chuyển động như đầu CD, DVD, cửa sổ tự động, ổ cứng và cửa tự động trong siêu thị.
6. Nam châm hình trụ hoặc thanh - Nam châm hình trụ hoặc thanh có độ dày bằng hoặc lớn hơn đường kính của chúng. Điều này cho phép nam châm tạo ra mức độ từ tính rất cao từ một diện tích cực bề mặt tương đối nhỏ. Do hình dạng của chúng, những nam châm này rất lý tưởng cho việc sử dụng giáo dục, nghiên cứu và thử nghiệm.
7. Nam châm hình vòng - Hầu hết nam châm vòng đều có từ hoá dọc trục. Cực bắc và cực nam nằm trên các mặt phẳng hình tròn (“trên và dưới”). Một vài nam châm vòng có từ hóa đường kính với các cực “trái và phải” được đánh dấu cụ thể. Nhẫn tương tự như đĩa nhưng rỗng ở trung tâm. Khối lượng ít hơn có nghĩa là các vòng không mạnh bằng các đĩa tương đương, tuy nhiên, phần tâm rỗng làm cho chúng linh hoạt hơn nhiều - các vòng dễ dàng trượt vào ống hoặc thanh.
.svg)
Có ba loại nam châm chính - nam châm tạm thời, vĩnh cửu và nam châm điện.
Tạm thời - Một số sắt và hợp kim của sắt có thể dễ dàng bị nhiễm từ ngay cả khi từ trường yếu. Tuy nhiên, khi loại bỏ từ trường, vật mất dần từ tính.
Vĩnh viễn - Ví dụ như alnico (nhôm, hợp kim Niken Coban) và sắt tây (vật liệu giống như gốm sứ được làm từ hỗn hợp các oxit sắt với niken, stronti hoặc coban). Một khi chúng bị nhiễm từ, những vật này không dễ dàng bị mất từ tính.
Nam châm điện - Những nam châm này được sử dụng khi cần một nam châm rất mạnh. Nam châm điện được tạo ra bằng cách đặt một lõi kim loại bên trong một cuộn dây đang mang dòng điện. Dòng điện đi qua dây dẫn tạo ra từ trường. Trong khi dòng điện chạy qua, lõi hoạt động như một nam châm mạnh. Máy tính, TV và động cơ điện là nam châm điện.
Các loại vật liệu phổ biến mà nam châm vĩnh cửu được tạo ra là gốm, alnico và neodymium. Nam châm gốm rất mạnh và hoạt động tốt trong hầu hết các thí nghiệm. Nam châm Alnico thậm chí còn mạnh hơn và hoạt động rất tốt cho các thí nghiệm khoa học, mặc dù chúng đắt hơn nam châm gốm. Nam châm neodymium mạnh đến mức đường kính một inch rưỡi có thể nâng các vật sắt từ nặng vài pound. Chúng đắt nhất trong ba loại nam châm này.
1. Tính chất hấp dẫn - Nam châm hút các vật liệu sắt từ như sắt, coban và niken.
2. Tính chất đẩy - Mỗi nam châm có một cực nam và một cực bắc. Giống như các cực từ đẩy nhau và không giống như các cực từ hút nhau.
3. Tính chất chỉ thị - Một nam châm treo tự do luôn hướng theo hướng bắc nam.
Trái đất là một nam châm rất lớn, và có một từ trường xung quanh chúng ta. Hai cực Bắc và Nam có từ tính cao. Cực Bắc của Trái đất cũng là một cực Bắc có từ tính: một chiếc la bàn hướng về phía Bắc theo hướng Bắc vì nó bị từ trường Trái đất hút.
Tại tâm Trái đất quay lõi Trái đất. Phần lõi được tạo thành từ phần lớn là sắt. Phần bên ngoài của lõi là sắt lỏng quay và biến trái đất thành một nam châm khổng lồ. Đây là nơi chúng tôi lấy tên cho các cực bắc và cực nam. Những cực này thực sự là cực âm và dương của nam châm khổng lồ của Trái đất. Điều này rất hữu ích cho chúng ta ở đây trên Trái đất vì nó cho phép chúng ta sử dụng nam châm trong la bàn để tìm đường và đảm bảo rằng chúng ta đang đi đúng hướng. Nó cũng hữu ích đối với các loài động vật như chim và cá voi, những người sử dụng từ trường của Trái đất để tìm đúng hướng khi di cư. Có lẽ tính năng quan trọng nhất của từ trường Trái đất là nó bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ và gió Mặt trời.
Một la bàn có một nam châm nhỏ trong đó. Mũi tên luôn hướng về Bắc Cực.
.svg)
