Nam châm siêu dẫn là một trong những phát minh mang tính cách mạng, định hình lại nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ tiên tiến. Khả năng tạo ra từ trường cực mạnh mà gần như không tiêu tốn năng lượng để duy trì là điểm khác biệt then chốt, mở ra những ứng dụng mà trước đây chỉ có trong lý thuyết. Vậy nam châm siêu dẫn là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng ra sao?

Với bài viết này, KOS sẽ giải đáp chi tiết về loại nam châm đặt biệt và quan trọng này nhé.

Nam châm siêu dẫn là gì?

Nam châm siêu dẫn là một loại nam châm điện đặc biệt, sử dụng cuộn dây dẫn được chế tạo từ vật liệu siêu dẫn. Điểm đặc biệt của loại nam châm này là khả năng dẫn điện hoàn hảo, tức là có điện trở bằng 0, khi được làm lạnh đến một nhiệt độ cực thấp, gần với độ không tuyệt đối (0 Kelvin, tương đương -273.15°C). 

Khi một dòng điện chạy qua cuộn dây siêu dẫn này, nó sẽ tạo ra một từ trường rất mạnh và ổn định. Từ trường này có thể được duy trì trong thời gian dài mà không cần tiếp tục cấp năng lượng điện liên tục. Đây cũng là điểm khác biệt so với các cuộn dây dẫn thông thường. 

So với nam châm vĩnh cửu thì nam châm siêu dẫn có thể tạo ra từ trường mạnh hơn gấp hàng trăm lần giúp đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và cường độ từ trường cao.

Cấu tạo của nam châm siêu dẫn

Về mặt cấu tạo, nam châm siêu dẫn khá phức tạp với thành phần cốt lõi là cuộn dây siêu dẫn, thường được làm từ các hợp kim như Niobium-Titanium (NbTi) hoặc Niobium-Tin (Nb3Sn). Khi các vật liệu này được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ tới hạn của chúng, chúng chuyển sang trạng thái siêu dẫn. Để đạt được nhiệt độ cần thiết này sẽ phải có một hệ thống làm lạnh (Cryogenic system). Hệ thống này thường sử dụng khí helium lỏng ở nhiệt độ cực thấp, khoảng 4 Kelvin (-269°C), để làm mát các cuộn dây. 

Toàn bộ hệ thống cuộn dây và bộ phận làm lạnh được đặt bên trong một lớp cách nhiệt chân không, vỏ bảo vệ đặc biệt để duy trì trạng thái siêu lạnh ổn định cũng như bảo vệ khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài. Cuối cùng, nam châm siêu dẫn sẽ có một hệ thống điều khiển và an toàn bao gồm bộ phận cấp dòng điện, cảm biến nhiệt độ cùng cơ chế tắt khẩn.

Nguyên lý hoạt động của nam châm siêu dẫn

Nguyên lý hoạt động của nam châm siêu dẫn xoay quanh hai hiện tượng vật lý chính là siêu dẫn và cảm ứng điện từ. Khi dòng điện được đưa vào cuộn dây siêu dẫn và làm lạnh xuống dưới nhiệt độ tới hạn, điện trở bằng 0 cho phép dòng điện này tồn tại, duy trì mạnh mẽ mà không bị suy giảm. Sự tích tụ của dòng điện này trong cuộn dây tạo ra một từ trường mạnh và tuân theo định luật cảm ứng điện từ. 

Ứng dụng thực tế của nam châm siêu dẫn

Nam châm siêu dẫn có ứng dụng vô cùng đa dạng và có ảnh hưởng sâu sắc với nhiều lĩnh vực hiện nay. Trong lĩnh vực y học, chúng được xem là trái tim của các máy chụp cộng hưởng từ (MRI), tạo ra từ trường đủ mạnh để thu được những hình ảnh chi tiết về cấu trúc bên trong cơ thể con người mà không cần phẫu thuật.

Đối với giao thông vận tải, nam châm siêu dẫn là nền tảng cho các tàu điện từ (Maglev) giúp tàu di chuyển với tốc độ cực cao, lên tới hơn 500 km/h. Với ngành nghiên cứu vật lý và hạt nhân cũng phụ thuộc khá nhiều vào nam châm siêu dẫn. Ngoài ra, nam châm siêu dẫn còn có tiềm năng trong lưu trữ năng lượng điện quy mô lớn và truyền tải điện năng với tổn hao gần như bằng không, hứa hẹn mở ra cuộc cách mạng hóa lưới điện trong tương lai.

Mua nam châm siêu dẫn ở đâu uy tín?

Hiện nay, ứng dụng nam châm siêu dẫn chưa phổ biến đại trà và chủ yếu được nhập khẩu cho bệnh viện lớn, viện nghiên cứu. Tuy nhiên, nếu bạn đang tìm nam châm vĩnh cửu, nam châm nâng tay gạt, nam châm bộc lọc, nam châm móc treo, nam châm đất hiếm, nam châm thanh hay nam châm dẻo,… hay các loại nam châm ứng dụng thì KOS là địa chỉ đáng tin cậy.

KOS là nơi chuyên cung cấp nam châm chất lượng cao, tùy chỉnh theo nhu cầu. Chúng tôi có hệ thống sản phẩm đa dạng, chính sách bán hàng rõ ràng và hỗ trợ tư vấn chi tiết, nhanh chóng. Bên cạnh chất lượng, KOS cũng cam kết phân phối các loại nam châm với giá thành tốt nhất thị trường. 

Tóm lại, nam châm siêu dẫn là sản phẩm của khoa học vật liệu tiên tiến, kết hợp hiện tượng siêu dẫn với kỹ thuật làm lạnh và thiết kế cơ điện tử phức tạp. Khả năng tạo ra từ trường mạnh mẽ, ổn định mà không tốn năng lượng duy trì đã biến chúng thành công cụ không thể thiếu trong y học, giao thông, nghiên cứu khoa học và nhiều lĩnh vực tiềm năng khác. Để được giải đáp thêm về các loại nam châm, bạn vui lòng liên hệ với KOS qua hotline 0972 288 368 - 0966 599 936