Bài 34. Sự từ hoá các chất, sắt từ

Söï töø hoùa caùc chaát
Saét töø
Khi đặt thanh sắt lại gần một nam châm (nằm trong từ trường của nam châm) thì thanh sắt bị hút. Ta nói thanh sắt đã bị từ hoá
Thanh sắt sẽ chuyển động như thế nào?
Từ hóa là quá trình thay đổi các tính chất từ (cấu trúc từ, mômen từ...) của vật chất dưới tác dụng của từ trường ngoài.
Các chất có tính từ hóa yếu gồm chất thuận từ và chất nghịch từ
Vật chất được cấu tạo từ đâu?
Vật chất được cấu tạo từ nguyên tử: hạt nhân và electron
Nguyên nhân của hiện tượng từ hóa ở các vật thuận từ và nghịch từ:
là do trong các phân tử của vật có các dòng điện kín. Các dòng điện này là do sự chuyển động của các electron trong nguyên tử tạo thành.





Hoàng Công Viêng
Dòng điện kín trong phân tử (hay còn gọi là dòng điện nguyên tố)
+
electron
Dòng điện
Hạt nhân
Trong phân tử có nhiều electron nên sẽ có nhiều từ trường. Như vậy có 2 khả năng:
Các từ trường khử nhau hoàn toàn (chất nghịch từ)





Các từ trường khử nhau không hoàn toàn (chất thuận từ)
+
1/ Chất thuận từ
Chất thuận từ là chất có mômen từ nguyên tử, nhưng mômen từ này rất nhỏ, được xem như một nam châm nhỏ và không liên kết được với nhau (do khoảng cách giữa chúng xa và mômen từ yếu).
I
B
m
Khi có tác dụng của từ trường ngoài, các mômen từ này sẽ bị quay theo từ trường ngoài, làm cho cảm ứng từ tổng cộng trong chất tăng lên ⇒ mômen từ của chất thuận từ là dương.
Bn>>Bp
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...
Bạn đã biết về khái niệm chất thuận từ, vậy bạn hiểu như thế nào về chất nghịch từ?
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, (quy tắc Lenz) tạo ra một mômen từ phụ ngược với chiều của từ trường ngoài
Bn>>Bp
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...
* Khi các vật thuận từ và nghịch từ đặt trong từ trường ngoài thì bị từ hóa, nếu khử từ trường ngoài thì từ tính bị mất.
3/ Các chất sắt từ
- Là các chất từ hoá mạnh (Fe, Ni, Co)
- Khi đặt một khối chất sắt từ vào một từ trường ngoài thì trong khối chất xuất hiện một từ trường phụ
Từ trường phụ cùng chiều với từ trường ngoài và có thể lớn hơn từ trường ngoài hàng nghìn lần
BP>>BN
Nguyên nhân tạo nên tính từ mạnh các chất sắt từ là gì?
Fe có cấu trúc tứ diện và trong các chất sắt từ có các miền từ hoá
Mỗi miền từ hoá tự nhiên (0,01-0,1mm; 1016 - 1019 phân tử)
Được xem như một kim nam châm
Bình thường các kim nam châm nhỏ sắp xếp hỗn đỗn. Thanh sắt không có từ tính
Nếu thanh sắt đặt vào từ trường ngoài thì các kim nam châm sắp xếp có sự định hướng
Đômen từ
sắt từ
Sắt từ mềm: là chất sắt từ khi từ trường ngoài triệt tiêu thì từ tính của nó mất rất nhanh.

Sắt từ cứng:là chất sắt từ mà từ tính tồn tại khá lâu khi từ trường ngoài bị triệt tiêu.
Tôn silic
hợp kim Permalloy
hợp kim FeCo
gốm ferrite
Các chất đặt trong từ trường ngoài Bn đều bị từ hóa
Vật chất được tạo nên từ các e quay quanh hạt nhân=> tạo thành dòng điện kín và nó sinh ra một từ trường khác Bn gọi la từ trường phụ Bp
Theo nguyên lí chồng chất từ trường: B= Bn+Bp





Hoàng Công Viêng
Hãy so sánh chất sắt từ mềm và chất sắt từ cứng?
Đều là chất sắt từ
Khi đặt trong ống dây mang dòng điện thì từ trường tổng hợp lớn hơn hàng trăm, hàng nghìn lần so với từ trường khi chưa đặt chúng vào trong ống dây
Khi ngắt dòng điện thì từ tính mất rất nhanh
Khi ngắt dòng điện thì từ tính vẫn còn tồn tại khá lâu
William Sturgeon
Nam châm điện đầu tiên trên thế giới
Phát biểu quy tắc nắm tay phải?
4/ Nam châm điện:
Cho dòng điện chạy qua ống dây có lõi sắt: lõi sắt được từ hóa. Từ trường của dòng điện là từ trường ngoài. Từ trường tổng hợp lớn gấp nhiều lần so với từ trường ngoài. * Ống dây mang dòng điện có lõi sắt gọi là nam châm điện.
.
Ngắt dòng điện qua ống dây, từ tính của lõi sắt mất rất nhanh.
Nam châm điện được chế tạo từ chất sắt từ mềm.
5/ Nam châm vĩnh cửu:
Thay lõi sắt bằng lõi thép (Fe +C). Bth >> Bn, nhưng nếu ngắt dòng điện qua ống dây, từ tính của lõi thép vẫn được giữ trong một thời gian. Thanh thép trở thành nam châm vĩnh cửu hay nam châm.
Nam châm vĩnh cửu được chế tạo từ chất sắt từ cứng.
NC đất hiếm trong ổ cứng máy tính
T
A
Ừ
Ó
H
Sự khác nhau giữa chất thuận từ và chất sắt từ?
Cách xác định chất thuận từ, chất nghịch từ và chất sắt từ?
Tại sao thép lại giữ được từ tính lâu hơn sắt?
Ai là người đầu tiên chế tạo ra nam châm điện?
Có mấy loại chất sắt từ và tính chất của chúng?
Nhóm 4
1/ Phạm Hoàng Quốc Thái
2/Phạm Minh Quân
3/ Đặng Gia Phúc
4/ Lê Thụy Huỳnh Hương
5/ Nguyễn Thị Huyền Trân
6/ Huỳnh Lê Mỹ Duyên
7/ Lê Ngô Thụy Khanh