Đề tài Phục hồi, chế tạo nam châm vĩnh cửu và ứng dụng của nam châm vĩnh cửu trong đời sống

Nội dung text: Đề tài Phục hồi, chế tạo nam châm vĩnh cửu và ứng dụng của nam châm vĩnh cửu trong đời sống

1. PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO QUẬN HẢI CHÂU TRƯỜNG THCS NGUYỄN HUỆ    Đề tài: PHỤC HỒI, CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU VÀ ỨNG DỤNG CỦA NAM CHÂM VĨNH CỬU TRONG ĐỜI SỐNG NHÓM VẬT LÝ 9 Đà Nẵng, năm 2017.
2. ĐỀ TÀI PHỤC HỒI, CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU VÀ ỨNG DỤNG CỦA NAM CHÂM VĨNH CỬU TRONG ĐỜI SỐNG 1. Tên tình huống: Tìm hiểu cách phục hồi, chế tạo nam châm vĩnh cửu và ứng dụng của nam châm vĩnh cửu trong cuộc sống MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ NAM CHÂM VĨNH CỬU
3. 2. Mục tiêu giải quyết tình huống - Nam châm vĩnh cửu là dụng cụ thí nghiệm quan trọng trong chương điện từ học - vật lý lớp 9 và cĩ nhiều ứng dụng trong đời sống, nhưng nam châm dùng trong nhà trường thường bằng hợp kim thép cacbon, độ giữ từ kém. Khi để trong phịng thí nghiệm khơng khép kín mạch từ của nam châm nên từ tính nam châm nhanh bị yếu hoặc đổi tên cực từ của kim nam châm nên cần biết cách giữ từ tính nam châm và cách phục hồi, chế tạo nam châm vĩnh cửu 3. Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống - Tham khảo thơng tin trên một số tài liệu và sách báo - Bài học về nam châm vĩnh cửu sách vật lý lớp 9 4. Giải pháp giải quyết tình huống - Nắm chắc kiến thức về nam châm vĩnh cửu - Cách chế tạo nam châm vĩnh cửu - Ứng dụng nam châm vỉnh cửu trong đời sống. 5. Thuyết minh tiến trình giải quyết tình huống A. Các cách phục hồi và chế tạo nam châm vĩnh cửu: a. Cách thứ 1: - Nối cuộn dây 2750 vịng với mạch điện như hình 1. - Cách phục hồi kim nam châm: Xác định cực từ của ống dây bằng quy tắc nắm tay phải. Đặt kim nam châm bị đổi tên cực từ như hình vẽ. Đĩng mạch điện vài giây. Kim nam châm sẽ nhiễm từ như ký hiệu sẵn cĩ trên kim nam châm. - Cách chế tạo kim nam châm: Đặt một miếng thép hình thoi (cắt ra từ thước cuộn) nối với 2 đầu cực thép của cuộn dây. Đĩng mạch điện vài giây. Ngắt mạch điện rồi lấy miếng thép hình thoi ra khỏi cuộn dây. Miếng thép bị nhiễm từ trở thành kim nam châm. Hình 1. b. Cách thứ 2: - Cách phục hồi kim nam châm: Để kim nam châm đã bị đổi tên cực từ tiếp xúc với 2 cực từ của nam châm hình chữ U, sao cho ký hiệu cực từ N của kim nam châm tiếp xúc với cực từ S của nam châm hình chữ U. - Cách chế tạo kim nam châm: Chỉ cần để miếng thép tiếp xúc với cực của nam châm vĩnh cửu là nĩ được nạp từ ngay. Muốn từ lực mạnh thì phải để hai đầu
4. thanh thép tiếp xúc với hai cực từ của nam châm vĩnh cửu. Nếu thanh thép khơng đủ nối được hai cực từ thì dùng một mảnh sắt non nối tiếp khép kín mạch từ. c. Cách thứ 3: - Nhiều người cho rằng chỉ cĩ thể nhiễm từ một vật sắt từ bằng điện một chiều. Nhưng thực ra dịng điện xoay chiều cĩ thể nhiễm từ một thanh thép để tạo thành nam châm vĩnh cửu. Nam châm ở phịng thí nghiệm để lâu ngày thì từ lực rất yếu. Nếu ta dùng dịng điện một chiều để từ hĩa lại thì từ tính khơng mạnh được, vì ta khơng tạo được dịng điện một chiếu lớn. Ta cĩ thể dùng dịng điện xoay chiều để từ hĩa lại nam châm: Đặt 2 cuộn dây  1 mm -150 vịng vào lõi thép chữ U cĩ tiết diện 30x30mm. Đặt hai cực nam châm chữ U vào hai cực lõi thép của cuộn dây (H.2). Nếu là nam châm thẳng thì đặt nằm ngang vào hai cực lõi thép của cuộn dây (H3). Nối cuộn dây với cầu chì dùng dây chì 0,5mm. Quệt hai đầu dây vào nguồn điện xoay chiều thành phố 220V hay dùng cơng tắc nhấn. Khi vừa quệt vào nguồn điện hay nhấn cơng tắc thì dây chì đứt ngay vì cĩ dịng điện rất lớn qua và nam châm đã được nạp từ. Lấy nam châm ra để xem từ lực đã mạnh chưa, từ cực cĩ đúng với tên đề trên nam châm khơng. Nếu chưa đạt yêu cầu thì làm lại lần nữa. Nguyên nhân từ lực cĩ thể yếu hoặc khác tên để trên nam châm vì dịng điện xoay chiều hình sin, khi dịng điện bị ngắt thì nĩ chưa đạt tới đỉnh ở chiều thích hợp. Nĩi chung phần lớn trường hợp dây chì đứt lúc dịng điện cực đại. Hình 2 Hình 3 d. Cách thứ 4: Cĩ thể chế tạo nam châm vĩnh cửu như sau: Thước cuộn 2m bán trên thị trường bằng thép mỏng (khoảng 0,2mm) và nhiễm từ rất tốt. Cắt lấy 1 đoạn thước dài khoảng 35mm ta được miếng thép hình chữ nhật 12x35mm (H4.a). Lấy dùi tạo thành một lổ nhỏ ở chính giữa miếng thép này (H4.b). Lắp vào lổ ở miếng thép một chiếc khuy bấm áo dài (H4.c), ta cĩ thể đặt miếng thép trên mũi nhọn của đế kim nam châm nhỏ (H4.d) và ta nạp từ cho nĩ. Nếu đế kim nam châm khơng phù hợp với việc đặt vào trong lịng ống dây thì ta lấy 1 nút chai nước khống, cắm vào đấy 1 đinh ghim, ta cĩ 1 đế cho kim nam châm mới làm này (H4.e). Nếu đinh ghim dài quá thì bẻ gập ở dưới chân (H4.f).
5. Ta cĩ thể thay đổi chiều cao của kim, thuận tiện trong việc để trước cực hoặc trong lịng ống dây. Hình 4 B. CÁCH GIỮ TỪ TÍNH NAM CHÂM VĨNH CỬU: + Đặt một thanh sắt non nối hai cực từ của nam châm chữ U. + Đặt hai thanh nam châm ngược chiều nhau, nên cĩ mảnh sắt non nối 2 đầu cực sát nhau. sắt non sắt non sắt non - Khơng va chạm mạnh hoặc làm rơi nam châm vì sẽ làm yếu từ tính và dễ bị gãy nam châm. - Khơng nên để cực nam châm tiếp xúc với cực cùng tên của kim nam châm vì cĩ thể làm đổi tên cực của kim nam châm. C. ỨNG DỤNG NAM CHÂM VĨNH CỬU TRONG ĐỜI SỐNG NAM CHÂM NÂNG VĨNH CỬU-TỰ ĐỘNG
6. ĐIỆN KẾ KHUNG QUAY LOA ĐIỆN GIÁ ĐỰNG DAO KÉO BẰNG NAM CHÂM MÁY PHÁT ĐIỆN 6 . Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống + Tận dụng đồ dùng sẵn cĩ trong phịng vật lý, phế liệu, nguyên liệu dễ tìm, dễ thực hiện. + Cĩ thể phục hồi ngay nam châm vĩnh cửu cĩ sẵn bị yếu từ tính hoặc bị đảo cực để phục vụ giảng dạy, đỡ tốn tiền mua mới. + Chế tạo nam châm vĩnh cữu cĩ kích thước phù hợp phục vụ giảng dạy, gây hứng thú học tập, tính sáng tạo của học sinh. Đà Nẵng, ngày 3 tháng 4 năm 2017. Nhĩm Vật lý 9 NĂM HỌC 2016 -2107