Từ trường là một hiện tượng tồn tại khắp nơi trong tự nhiên và đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Với khả năng tạo ra và kiểm soát các dòng điện, chúng được ứng dụng rất rộng rãi trong các ứng dụng như khoa học, y học, địa chất…Vậy cụ thể từ trường là gì? Cách nhận biết từ trường như thế nào?
Từ trường là gì?
Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt được sinh ra bao quanh các hạt mang điện có sự chuyển động hoặc do sự biến thiên của điện trường hoặc từ các momen lưỡng cực từ như nam châm. Ví dụ đơn giản nhất về năng lượng dễ dàng bắt gặp trong cuộc sống là nam châm sẽ hút nhau khi đặt trong vùng có từ trường của nhau hoặc hai dòng điện song song cùng chiều thì hút nhau và ngược lại ngược chiều thì đẩy nhau.
Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó. Ngoài ra, chúng còn là một lực vô hướng, được tạo ra bởi các dòng điện và là một dạng năng lượng, không ảnh hưởng đến tính chất của các vật chất.
Hiện nay, lực này tồn tại khắp nơi trong không gian và được tạo ra bởi các đối tượng mang điện tích như dòng điện, từ tích điện hoặc các nam châm. Các loại từ trường khác nhau có thể tồn tại ở nhiều nơi khác nhau trong vũ trụ, bao gồm từ trường của Trái Đất, mặt trời, của các vì sao và của các vật thể không gian như các hành tinh, sao chổi, thiên thạch…
Cách nhận biết từ trường
Từ trường là một hiện tượng vật lý và không thể nhìn thấy hoặc chạm trực tiếp. Tuy nhiên, chúng ta hoàn toàn có thể nhận biết sự hiện diện của chúng thông qua những tác động của nó lên các đối tượng khác. Dưới đây là một số cách nhận biết đơn giản:
- Sử dụng la bàn
Chỉ cần đặt la bàn lên mặt phẳng, chắc chắn và dùng một phương tiện khác để xác định hướng bắc địa cầu. Nếu kim la bàn chỉ về hướng Bắc địa cầu chứng tỏ không có từ trường. Nếu kim la bàn không chỉ về hướng đó mà xoay hoặc thay đổi hương khác cho thấy có sự hiện diện của từ trường đang ảnh hưởng đến la bàn. Từ trường mạnh sẽ làm kim la bàn dịch chuyển hướng.
- Sử dụng cảm biến từ
Để nhận biết vật chất này bằng cảm ứng từ hoàn toàn có thể sử dụng một cảm biến cảm ứng từ. Vì đây là thiết bị rất nhạy cảm với môi trường năng lượng đặc biệt này. Với thiết kế gồm một dây dẫn được quấn quanh một lõi từ. Khi cho một vùng từ trường đi qua lõi từ, cảm biến sẽ tạo ra một dòng điện trong dây dẫn đó. Điều này cho thấy có từ trường, còn nếu không tạo ra dòng điện cho thấy không có nguồn năng lượng này.
- Sử dụng ống hút điện từ
Thông thường, không thể nhận biết từ trường bằng ống hút điện từ. Vì ống hút điện từ chỉ đáp ứng với các vùng môi trường năng lượng có tần số cao (từ vài kHz đến vài GHz). Tuy nhiên, với các vùng từ trường có tần số thấp (thường xuyên trong khoảng từ vài Hz đến vài kHz), hoàn toàn có thể sử dụng để nhận biết từ trường. Cách thực hiện rất đơn giản, chỉ cần đặt một vật dẫn điện trong ống hút điện từ. Nếu vật bị chuyển động cho thấy sự hiện diện của từ trường. Còn không chuyển động thì không có từ trường.
- Sử dụng màn hình CRT
Màn hình CRT (Cathode Ray Tube) là loại màn hình phổ biến được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy tính, tivi, máy quay phim.. Và hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ bản của từ trường. Cụ thể nếu không có từ trường thì không tạo ra hình ảnh. Còn nếu có từ trường, chúng sẽ điều khiển chuyển động của một chùm tia electron trong một ống hút tia electron. Khi chùm tia electron chạm vào màn hình phát xạ, nó sẽ tạo ra hình ảnh. Tuy nhiên, cách nhận biết trường năng lượng này bằng màn hình CRT không được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thực tế. Bởi vì hiệu suất của nó không cao và còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
>>>>>> Ngoài ra, các bạn có thể tham khảo thêm: Những điều cần biết về giao thoa ánh sáng tại đây!
Từ trường tồn tại ở đâu?
Như đã giới thiệu ở đầu, từ trường không chỉ tồn tại trên Trái Đất mà còn tồn tại ở khắp mọi nơi trong vũ trụ. Từ trường sẽ không tồn tại ở xung quanh các điện tích đứng yên. Hiện tại, chưa có bằng chứng cho thấy có bất kỳ nơi nào trong vũ trụ mà không có từ trường hoặc ít nhất là trường từ rất yếu. Từ trường có thể được tạo ra bởi các nguồn khác nhau như trường từ của nam châm, dòng điện đi qua dây dẫn, và trường từ của hạt điện tử.
Trong Trái Đất, từ trường được tạo ra bởi lõi sôi động của hành tinh này và bao phủ toàn bộ bề mặt của Trái Đất giúp bảo vệ chúng ta khỏi các tia vũ trụ có hại. Ngoài ra,các hành tinh khác trong hệ mặt trời cũng có từ trường, mặc dù độ mạnh yếu của chúng khác nhau. Thậm chí, cả các ngôi sao và các thiên hà đều có từ trường của riêng chúng.
Ứng dụng từ trường
Chúng mang đến rất nhiều giá trị về nghiên cứu khoa học và đời sống hàng ngày. Cụ thể dưới đây:
- Giúp nghiên cứu ra các loại động cơ điện, máy phát điện, máy biến áp, tụ điện…
- Truyền tải điện năng cao áp trong các trạm điện và các đường dây truyền tải điện giúp tăng hiệu quả và giảm thiểu sự mất mát năng lượng trong quá trình truyền tải.
- Ứng dụng vào các dụng cụ, thiết bị cần lực từ trường như dây rơle, nam châm điện trong cần cẩu thép, cuộn coil đóng mở van điện từ…
- Trong đo đạc, thăm dò và phát tín hiệu cho các thiết bị: micro, cuộn coil…
- Ứng dụng trong radio, TV, điện thoại di động nhờ khả năng phát ra anten thành sóng điện từ.
- Trong công nghệ điện tử để tạo ra các thiết bị từ tính như đầu đọc đĩa cứng, loa, micrô điện thoại, các thiết bị lưu trữ, linh kiện điện tử…
- Trong quá trình sản xuất của nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thép, sản xuất hóa chất, sản xuất thực phẩm.
- Được ứng dụng tạo ra điện trong các loại máy phát điện như máy phát điện từ, máy phát điện hydro và máy phát điện điện gió.
Kết luận
Nhờ vào tính chất đặc biệt từ trường đã đóng góp rất nhiều cho sự phát triển của khoa học và công nghệ giúp con người khám phá và hiểu rõ hơn về thế giới xung quanh chúng. Hy vọng bài viết trên đây sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về môi trường năng lượng đặc biệt này và vận dụng vào thực tế hiệu quả.
Nguồn: https://vancongnghiephp.com/